Comunicación Segura y Control de Formación Dinámica de Enjambres de Drones Inteligentes Usando Tecnología Blockchain
Autores: Li, Huayu; Li, Peiyan; Liu, Jing; Zhang, Peiying
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Comunicación Segura y Control de Formación Dinámica de Enjambres de Drones Inteligentes Usando Tecnología Blockchain
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Aumento
Enjambres de vehículos aéreos no tripulados (VANT)
Control de formación
Marco descentralizado basado en blockchain
Estructura de líder-seguidor
Escalabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Con el creciente despliegue de enjambres de vehículos aéreos no tripulados (UAV) en escenarios como la respuesta a desastres, el monitoreo ambiental y la exploración militar, la necesidad de un control de formación seguro y escalable se ha vuelto crítica. Las arquitecturas centralizadas tradicionales enfrentan desafíos como la escalabilidad limitada, cuellos de botella en la comunicación y puntos únicos de falla en la coordinación de enjambres a gran escala. Para abordar estos problemas, este documento propone un marco de control de formación descentralizado basado en blockchain que integra contratos inteligentes para gestionar el registro de UAV, la autenticación de identidad, la asignación de formaciones y la coordinación posicional. El sistema sigue una estructura de líder-seguidor, donde el líder transmite tareas de formación a través de eventos en la cadena, mientras que los seguidores responden en tiempo real mediante mecanismos impulsados por eventos. Se emplea un modelo de control parametrizado basado en ajustes dinámicos de ángulo y distancia para soportar varias formaciones, incluidas configuraciones en forma de V, línea y círculo. La transformación de posiciones relativas a geográficas se logra utilizando métodos de Haversine y Euclidiano. La validación experimental en un entorno simulado demuestra que el método propuesto logra una menor latencia de comunicación y una mejor capacidad de respuesta en comparación con esquemas basados en sondeos, al tiempo que ofrece una mayor escalabilidad y robustez. Este trabajo proporciona una solución de control descentralizado factible y segura para futuros sistemas de enjambres de UAV.
Descripción
Con el creciente despliegue de enjambres de vehículos aéreos no tripulados (UAV) en escenarios como la respuesta a desastres, el monitoreo ambiental y la exploración militar, la necesidad de un control de formación seguro y escalable se ha vuelto crítica. Las arquitecturas centralizadas tradicionales enfrentan desafíos como la escalabilidad limitada, cuellos de botella en la comunicación y puntos únicos de falla en la coordinación de enjambres a gran escala. Para abordar estos problemas, este documento propone un marco de control de formación descentralizado basado en blockchain que integra contratos inteligentes para gestionar el registro de UAV, la autenticación de identidad, la asignación de formaciones y la coordinación posicional. El sistema sigue una estructura de líder-seguidor, donde el líder transmite tareas de formación a través de eventos en la cadena, mientras que los seguidores responden en tiempo real mediante mecanismos impulsados por eventos. Se emplea un modelo de control parametrizado basado en ajustes dinámicos de ángulo y distancia para soportar varias formaciones, incluidas configuraciones en forma de V, línea y círculo. La transformación de posiciones relativas a geográficas se logra utilizando métodos de Haversine y Euclidiano. La validación experimental en un entorno simulado demuestra que el método propuesto logra una menor latencia de comunicación y una mejor capacidad de respuesta en comparación con esquemas basados en sondeos, al tiempo que ofrece una mayor escalabilidad y robustez. Este trabajo proporciona una solución de control descentralizado factible y segura para futuros sistemas de enjambres de UAV.