Seguimiento de Objetivos Jerárquico para Enjambres de Vehículos Aéreos No Tripulados con Optimización Distribuida y Control Afín
Autores: Wang, Han; Liang, Xiaolong; Zhang, Jiaqiang; Hou, Yueqi; Yang, Aiwu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Seguimiento de Objetivos Jerárquico para Enjambres de Vehículos Aéreos No Tripulados con Optimización Distribuida y Control Afín
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Seguimiento de objetivos
Vehículo aéreo no tripulado
Enjambres de UAV
Arquitectura jerárquica
Adaptabilidad de formación
Escalabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El seguimiento de objetivos de enjambres de vehículos aéreos no tripulados (UAV) sigue siendo un desafío significativo debido a los enjambres de objetivos altamente maniobrables y a los entornos complejos. Para abordar estos desafíos, se propone una arquitectura jerárquica de seguimiento de objetivos, que comprende una capa de líder y una capa de seguidores. Este diseño reduce la complejidad de la tarea mientras mejora la adaptabilidad de la formación y la escalabilidad del sistema. En la capa de líder, se desarrolla un modelo de optimización distribuido y variable en el tiempo, así como un protocolo distribuido, para permitir que el enjambre de UAV rastree enjambres de objetivos altamente maniobrables en tiempo real. En la capa de seguidores, se emplea un protocolo de control basado en una transformación afín para permitir el control de formación adaptativa bajo restricciones ambientales complejas (por ejemplo, evitación de amenazas). Además, el rendimiento de convergencia del método propuesto se demuestra rigurosamente a través de un análisis teórico. Finalmente, los resultados de simulación validan la convergencia, viabilidad y escalabilidad del método propuesto. Simulaciones comparativas demuestran aún más la superioridad del método propuesto.
Descripción
El seguimiento de objetivos de enjambres de vehículos aéreos no tripulados (UAV) sigue siendo un desafío significativo debido a los enjambres de objetivos altamente maniobrables y a los entornos complejos. Para abordar estos desafíos, se propone una arquitectura jerárquica de seguimiento de objetivos, que comprende una capa de líder y una capa de seguidores. Este diseño reduce la complejidad de la tarea mientras mejora la adaptabilidad de la formación y la escalabilidad del sistema. En la capa de líder, se desarrolla un modelo de optimización distribuido y variable en el tiempo, así como un protocolo distribuido, para permitir que el enjambre de UAV rastree enjambres de objetivos altamente maniobrables en tiempo real. En la capa de seguidores, se emplea un protocolo de control basado en una transformación afín para permitir el control de formación adaptativa bajo restricciones ambientales complejas (por ejemplo, evitación de amenazas). Además, el rendimiento de convergencia del método propuesto se demuestra rigurosamente a través de un análisis teórico. Finalmente, los resultados de simulación validan la convergencia, viabilidad y escalabilidad del método propuesto. Simulaciones comparativas demuestran aún más la superioridad del método propuesto.