Planificación de rutas de un vehículo aéreo de combate no tripulado con un algoritmo de plasma inmune basado en un enfoque de tratamiento extendido
Autores: Aslan, Selcuk; Oktay, Tugrul
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Planificación de rutas de un vehículo aéreo de combate no tripulado con un algoritmo de plasma inmune basado en un enfoque de tratamiento extendido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
UCAVs
Planificación de rutas
Algoritmo de plasma inmune
ExtIPA
Técnicas de optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
El uso creciente de vehículos aéreos no tripulados (VANT) y sus variantes que llevan sistemas de armas complejos, conocidos como vehículos aéreos de combate no tripulados (UCAV), ha desencadenado una revolución global en operaciones militares y comerciales complejas y ha atraído la atención de investigadores de diferentes disciplinas de ingeniería para resolver problemas desafiantes relacionados con estos vehículos modernos. La planificación de rutas es un problema desafiante para los sistemas de VANT y UCAV que requiere el cálculo de una solución óptima considerando las amenazas enemigas, la longitud total del vuelo, el consumo de combustible o batería, y algunas propiedades cinemáticas como los ángulos de giro o ascenso. En este estudio, se modificó el algoritmo de plasma inmune (IP o IPA), uno de los métodos de optimización inteligente inspirados en la naturaleza más recientes, cambiando las operaciones de transferencia de plasma predeterminadas por una técnica recién propuesta llamada enfoque de tratamiento extendido; el IPA extendido (ExtIPA) se introdujo entonces como un planificador de rutas. Para analizar las capacidades de resolución del ExtIPA, se probaron 16 casos de cinco escenarios de batalla asignando diferentes valores a los parámetros de control específicos del algoritmo. Las rutas calculadas con ExtIPA se compararon con las rutas encontradas por planificadores basados en otras técnicas de optimización inteligente. Los estudios comparativos entre ExtIPA y otras técnicas permitieron afirmar que el enfoque de tratamiento extendido contribuye significativamente tanto a la velocidad de convergencia como a las cualidades de las soluciones obtenidas y ayuda a ExtIPA a desempeñarse mejor que sus rivales en la mayoría de los casos.
Descripción
El uso creciente de vehículos aéreos no tripulados (VANT) y sus variantes que llevan sistemas de armas complejos, conocidos como vehículos aéreos de combate no tripulados (UCAV), ha desencadenado una revolución global en operaciones militares y comerciales complejas y ha atraído la atención de investigadores de diferentes disciplinas de ingeniería para resolver problemas desafiantes relacionados con estos vehículos modernos. La planificación de rutas es un problema desafiante para los sistemas de VANT y UCAV que requiere el cálculo de una solución óptima considerando las amenazas enemigas, la longitud total del vuelo, el consumo de combustible o batería, y algunas propiedades cinemáticas como los ángulos de giro o ascenso. En este estudio, se modificó el algoritmo de plasma inmune (IP o IPA), uno de los métodos de optimización inteligente inspirados en la naturaleza más recientes, cambiando las operaciones de transferencia de plasma predeterminadas por una técnica recién propuesta llamada enfoque de tratamiento extendido; el IPA extendido (ExtIPA) se introdujo entonces como un planificador de rutas. Para analizar las capacidades de resolución del ExtIPA, se probaron 16 casos de cinco escenarios de batalla asignando diferentes valores a los parámetros de control específicos del algoritmo. Las rutas calculadas con ExtIPA se compararon con las rutas encontradas por planificadores basados en otras técnicas de optimización inteligente. Los estudios comparativos entre ExtIPA y otras técnicas permitieron afirmar que el enfoque de tratamiento extendido contribuye significativamente tanto a la velocidad de convergencia como a las cualidades de las soluciones obtenidas y ayuda a ExtIPA a desempeñarse mejor que sus rivales en la mayoría de los casos.