Удосконалений алгоритм побудови безколiзiйного маршруту для багатоагентних ройових роботизованих систем
Вантажиться...
Дата
2024
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Постановка проблеми в загальному вигляді . Зазначається, що для підвищення ефективності виконання цільових завдань використовуються групи (зграї) роботів, які називаються мультиагентними системами. Такі системи рухаються в складному середовищі з перешкодами, що вимагає алгоритмізації процесу побудови беззіткнених маршрутів руху роботизованих транспортних засобів для безпечного пересування в просторі. Проведено аналіз існуючих алгоритмів планування маршрутів руху мобільних роботизованих транспортних засобів. Показано, що для вирішення задачі пошуку оптимального маршруту без зіткнення групи (рою) безпілотних літальних апаратів пропонується використовувати спільну матрицю-сітку (граф) простору з перешкодами та планом руху.
Аналіз останніх досліджень і публікацій . Для планування маршруту мобільних роботизованих транспортних засобів використовується алгоритм Дейкстри, швидкий випадковий пошук по дереву, пошукові алгоритми побудови маршруту від однієї точки до іншої. Однак вони вирішують завдання планування маршруту для окремих робототехнічних систем у різних сферах діяльності і недостатньо пристосовані до задач групового керування рухомими об’єктами в складному середовищі з перешкодами.
Виклад основного матеріалу . Удосконалено алгоритм побудови маршруту мультиагентної системи роботизованих транспортних засобів для забезпечення безконфліктного переміщення агентів у просторі, які виконують спільні завдання у складі груп (роїв). Покращення досягнуто шляхом додавання евристичної функції для оцінки складності переміщення між осередками. Запропоновано побудову безколізійного маршруту за допомогою модифікованого алгоритму з модифікованою функцією евристичної оцінки руху між вершинами графа, який є елементом кубічної комірки. Показано, що основними етапами алгоритму побудови беззіткнювального маршруту зграї БПЛА є: визначення головного елемента (лідера), побудова загальної сіткової матриці (графа) та визначення зайнятості кожної комірки (вершини) залежно від маршруту та часу, формування функції притягання/відштовхування, яка визначає критерій критичної збіжності групи елементів.
Висновок . Алгоритм побудови безколізійного маршруту для ройових мультиагентних систем дозволяє утримувати елементи групи в кластері або в складі рою в цілому під час руху в просторі з перешкодами. Запропонований алгоритм базується на підході побудови сіткової матриці (графа), що розбиває простір на комірки. Заповненість кожної комірки визначається залежно від маршруту БПЛА та часу в дорозі. Критерій критичної збіжності елементів групи визначається функцією притягання/відштовхування, а складність переходу до наступної комірки – евристичною функцією оцінки руху між вершинами графа.
Перспективи майбутніх досліджень . Подальші дослідження повинні включати удосконалення математичних методів, заснованих на використанні навчання з підкріпленням агентів і моделювання процесів побудови безколізійних маршрутів для мультиагентних систем.
Опис
Ключові слова
маршрут без зіткнень, багатоагентні системи, роботизовані транспортні засоби, рій, безпілотні літальні апарати, матриця сітки, функція притягування/відштовхування, алгоритм, collision-freeroute, multi-agentsystems, rob oticvehicles, swarm, unmannedaerialvehicles, gridmatrix, attraction/repulsionfunction, algorithm
Бібліографічний опис
Марченко, П. А. Удосконалений алгоритм побудови безколiзiйного маршруту для багатоагентних ройових роботизованих систем / Марченко П. А., Пономаренко С. О. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2024. – Вип. 98. – С. 5-12. – Бібліогр.: 23 назви.