Esquema de votación para la elección de líder en un enjambre de UAV líder-seguidor con comunicación restringida
Autores: Zuo, Yuan; Yao, Wen; Chang, Qiang; Zhu, Xiaozhou; Gui, Jianjun; Qin, Jiangyi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Esquema de votación para la elección de líder en un enjambre de UAV líder-seguidor con comunicación restringida
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Avances recientes
Vehículos aéreos no tripulados
Enjambre de UAV
Computación en el borde
Formación líder-seguidor
Elección de líder basada en votación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Los recientes avances en vehículos aéreos no tripulados (UAVs) mejoran enormemente su utilidad y amplían su alcance de aplicación. La implementación de UAV y enjambres prevalecen aún más en las prácticas de Smart City con la ayuda de la computación en el borde y el Internet de las Cosas urbano. La formación de seguimiento-líder en enjambres de UAV es un medio de organización importante y ha sido adoptada en diversos ejercicios, por su eficiencia y facilidad de control. Sin embargo, la fiabilidad de la centralización pone a todo el sistema de enjambre en riesgo de colapso e inestabilidad, si ocurre un incidente de falla fatal en el líder. La motivación es construir un mecanismo que ayude al enjambre distribuido a recuperarse de posibles fallas. Las formas existentes incluyen asignar respaldos definidos, agrupaciones temporales y recorridos para seleccionar un nuevo líder son formas tradicionales que carecen de flexibilidad y adaptabilidad. En este artículo, proponemos un esquema de elección de líder basado en votación inspirado en el método Raft en consenso de computación distribuida para resolver el problema. Además, discutimos el impacto de las condiciones de comunicación impuestas en el proceso de votación descentralizado mediante la implementación de un grupo de recursos de red. Para evaluar dinámicamente a los individuos de UAV, delineamos principios de diseño de medición y proporcionamos un ejemplo de cálculo realizable. Por último, pero no menos importante, los resultados de simulación empírica muestran un mejor rendimiento que el método basado en Raft. Nuestro enfoque basado en votación exhibe ventajas y es una forma prometedora para una rápida reagrupación y recuperación de fallas en enjambres de seguimiento-líder.
Descripción
Los recientes avances en vehículos aéreos no tripulados (UAVs) mejoran enormemente su utilidad y amplían su alcance de aplicación. La implementación de UAV y enjambres prevalecen aún más en las prácticas de Smart City con la ayuda de la computación en el borde y el Internet de las Cosas urbano. La formación de seguimiento-líder en enjambres de UAV es un medio de organización importante y ha sido adoptada en diversos ejercicios, por su eficiencia y facilidad de control. Sin embargo, la fiabilidad de la centralización pone a todo el sistema de enjambre en riesgo de colapso e inestabilidad, si ocurre un incidente de falla fatal en el líder. La motivación es construir un mecanismo que ayude al enjambre distribuido a recuperarse de posibles fallas. Las formas existentes incluyen asignar respaldos definidos, agrupaciones temporales y recorridos para seleccionar un nuevo líder son formas tradicionales que carecen de flexibilidad y adaptabilidad. En este artículo, proponemos un esquema de elección de líder basado en votación inspirado en el método Raft en consenso de computación distribuida para resolver el problema. Además, discutimos el impacto de las condiciones de comunicación impuestas en el proceso de votación descentralizado mediante la implementación de un grupo de recursos de red. Para evaluar dinámicamente a los individuos de UAV, delineamos principios de diseño de medición y proporcionamos un ejemplo de cálculo realizable. Por último, pero no menos importante, los resultados de simulación empírica muestran un mejor rendimiento que el método basado en Raft. Nuestro enfoque basado en votación exhibe ventajas y es una forma prometedora para una rápida reagrupación y recuperación de fallas en enjambres de seguimiento-líder.