RISE: Programación Inspirada en Rolling para Tareas de Emergencia por UAVs Heterogéneos
Autores: Fei, Bowen; Liu, Daqian; Bao, Weidong; Zhu, Xiaomin; Zou, Mingyin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
RISE: Programación Inspirada en Rolling para Tareas de Emergencia por UAVs Heterogéneos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Tareas de emergencia
Esquema de programación
Eficiencia en la ejecución de tareas
Problema de programación multi-UAV
Programación inspirada en rodillos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El sistema de múltiples vehículos aéreos no tripulados (UAV) es muy buscado en los campos de rescate de emergencia y transporte inteligente debido a su fuerte percepción y amplia cobertura. Formular un esquema de programación de tareas razonable es esencial para aumentar la eficiencia de ejecución de tareas del sistema. Sin embargo, la dinámica de llegada de tareas y la heterogeneidad del rendimiento de los UAV dificultan que múltiples UAV completen las tareas. Para abordar estos problemas, este documento se centra en el problema de programación de múltiples UAV y propone un método de programación inspirado en rodillos para tareas de emergencia por UAV heterogéneos (RISE). Con el fin de garantizar que las tareas de emergencia puedan ser asignadas a los UAV de manera en tiempo real, se diseña una estrategia de agrupamiento de tareas basada en un algoritmo de clustering de picos de densidad (DP), que puede seleccionar rápidamente UAV con rendimiento coincidente para las tareas que llegan al sistema. Además, se construye un modelo de optimización con múltiples restricciones, que toma la ganancia de la tarea y el costo de vuelo del UAV como función objetivo. A continuación, ideamos un mecanismo de optimización basado en rodillos para garantizar que las tareas con plazos más cortos se ejecuten primero mientras se maximiza la función objetivo, con el fin de obtener el orden óptimo de ejecución de tareas para cada UAV. Realizamos varios grupos de experimentos de simulación, y los amplios resultados experimentales ilustran que el número de tareas programadas con éxito y la tasa de utilización de los UAV por RISE son superiores a otros métodos de comparación, y también tiene el tiempo de ejecución más rápido. Esto demuestra aún más que RISE tiene la capacidad de mejorar la tasa de finalización de tareas de emergencia y reducir el costo de vuelo de múltiples UAV.
Descripción
El sistema de múltiples vehículos aéreos no tripulados (UAV) es muy buscado en los campos de rescate de emergencia y transporte inteligente debido a su fuerte percepción y amplia cobertura. Formular un esquema de programación de tareas razonable es esencial para aumentar la eficiencia de ejecución de tareas del sistema. Sin embargo, la dinámica de llegada de tareas y la heterogeneidad del rendimiento de los UAV dificultan que múltiples UAV completen las tareas. Para abordar estos problemas, este documento se centra en el problema de programación de múltiples UAV y propone un método de programación inspirado en rodillos para tareas de emergencia por UAV heterogéneos (RISE). Con el fin de garantizar que las tareas de emergencia puedan ser asignadas a los UAV de manera en tiempo real, se diseña una estrategia de agrupamiento de tareas basada en un algoritmo de clustering de picos de densidad (DP), que puede seleccionar rápidamente UAV con rendimiento coincidente para las tareas que llegan al sistema. Además, se construye un modelo de optimización con múltiples restricciones, que toma la ganancia de la tarea y el costo de vuelo del UAV como función objetivo. A continuación, ideamos un mecanismo de optimización basado en rodillos para garantizar que las tareas con plazos más cortos se ejecuten primero mientras se maximiza la función objetivo, con el fin de obtener el orden óptimo de ejecución de tareas para cada UAV. Realizamos varios grupos de experimentos de simulación, y los amplios resultados experimentales ilustran que el número de tareas programadas con éxito y la tasa de utilización de los UAV por RISE son superiores a otros métodos de comparación, y también tiene el tiempo de ejecución más rápido. Esto demuestra aún más que RISE tiene la capacidad de mejorar la tasa de finalización de tareas de emergencia y reducir el costo de vuelo de múltiples UAV.