Investigación sobre la Detección y Resolución de Conflictos de UAV Basada en Operaciones Tensoriales y un Algoritmo de Evolución Diferencial Mejorado
Autores: Zhou, Zhichong; Zhao, Guhao; Jiang, Yiru; Wu, Yarong; Yang, Jiale; Meng, Lingzhong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación sobre la Detección y Resolución de Conflictos de UAV Basada en Operaciones Tensoriales y un Algoritmo de Evolución Diferencial Mejorado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Generalizado
Vehículos aéreos no tripulados
Detección de conflictos
Resolución
Operación tensorial
Algoritmo diferencial mejorado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Con la aplicación generalizada de vehículos aéreos no tripulados (VANT) en campos civiles y militares, cómo detectar y resolver de manera efectiva los conflictos de vuelos de VANT de gran volumen y alta densidad en el espacio aéreo local se ha convertido en un tema importante. Este artículo propone un método para la detección y resolución de conflictos de VANT basado en operaciones tensoriales y un algoritmo diferencial mejorado. En primer lugar, se construyen el modelo de zona de protección de VANT y el modelo de rasterización del espacio aéreo, y se logra la detección rápida de conflictos de vuelo utilizando las propiedades de las operaciones del producto Hadamard tensorial y la factorización prima. Luego, para los conflictos detectados, se utiliza un algoritmo híbrido de evolución diferencial mejorada para su resolución. Este algoritmo mejora la velocidad y calidad de la solución mediante el uso de un operador de mutación adaptativa e introduciendo un mecanismo de evaluación redundante y una estrategia de selección basada en la confianza. Los resultados de simulación muestran que este método puede detectar y resolver rápida y precisamente los conflictos de vuelo en escenarios de VANT de alta densidad, con alta puntualidad y capacidad de resolución de conflictos.
Descripción
Con la aplicación generalizada de vehículos aéreos no tripulados (VANT) en campos civiles y militares, cómo detectar y resolver de manera efectiva los conflictos de vuelos de VANT de gran volumen y alta densidad en el espacio aéreo local se ha convertido en un tema importante. Este artículo propone un método para la detección y resolución de conflictos de VANT basado en operaciones tensoriales y un algoritmo diferencial mejorado. En primer lugar, se construyen el modelo de zona de protección de VANT y el modelo de rasterización del espacio aéreo, y se logra la detección rápida de conflictos de vuelo utilizando las propiedades de las operaciones del producto Hadamard tensorial y la factorización prima. Luego, para los conflictos detectados, se utiliza un algoritmo híbrido de evolución diferencial mejorada para su resolución. Este algoritmo mejora la velocidad y calidad de la solución mediante el uso de un operador de mutación adaptativa e introduciendo un mecanismo de evaluación redundante y una estrategia de selección basada en la confianza. Los resultados de simulación muestran que este método puede detectar y resolver rápida y precisamente los conflictos de vuelo en escenarios de VANT de alta densidad, con alta puntualidad y capacidad de resolución de conflictos.