Статья

Название статьи РАЗРАБОТКА ПРОТОТИПА СИСТЕМЫ СОГЛАСОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ГРУППОЙ БЕСПИЛОТНЫХ АППАРАТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ МУЛЬТИАГЕНТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Автор Д.С. Будаев, Г.Ю. Вощук, Н.А. Гусев, И.В. Майоров, А.Н. Мочалкин
Рубрика РАЗДЕЛ I. ГРУППОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ РОБОТАМИ
Месяц, год 10, 2015
Индекс УДК 519.687.1
DOI
Аннотация Беспилотные летательные аппараты активно используются во многих областях деятельности и отраслях. В числе решаемых задач имеются и критически значимые. Например, применение беспилотных аппаратов в поисково-спасательных работах для поиска пострадавших. Время на выполнение подобных задач часто ограничено, поэтому одновременно используются несколько аппаратов. Сложности в ходе эксплуатации беспилотных аппаратов возникают вследствие наличия неразрешенных проблем организации процессов управления согласованными действиями объединенных групп устройств в режиме реального времени. В статье отмечены основные тенденции развития технологии планирования и управления, изложены существующие подходы к разработке программных систем планирования действий совместно действующих устройств, предложено решение задачи организации совместного управления в распределённых системах путем планирования распределения ресурсов. Способ решения задачи продемонстрирован на примере использования объединённой группировки беспилотных летательных аппаратов для исследования некоторой области территории. Для управления действиями аппаратов группы предложено использовать разработанную на принципах мультиагентности систему согласованного управления. В рамках разработанной постановки территория наблюдения разделяется на отдельные квадраты (подзадачи), которые планируются и перераспределяются аппаратами объединенной группы с дальнейшим выполнением. Интересы каждого аппарата в мультиагентной системе представляет отдельный программный агент, а сам процесс распределения основывается на концепции сетей потребностей и возможностей (ПВ-сетей) и методе сопряженных взаимодействий. Эффективность планирования в системах, основанных на принципах мультиагентности, может оцениваться по нескольким критериям. В предлагаемой модели используются критерии по покрытию квадратов территории и по связи между аппаратами группы. Целью процесса планирования является повышение общей удовлетворенности системы, рассчитываемой как сумма удовлетворённостей всех агентов аппаратов по всем критериям с учетом весов критериев. В заключении статьи делается вывод о перспективности развития разработанного прототипа и имеющегося научно-технического задела при создании программно-аппаратных комплексов управления группами беспилотных аппаратов.

Скачать в PDF

Ключевые слова Беспилотные аппараты; мультиагентные системы; планирование задач; групповые действия; роевой интеллект; оптимизация; адаптивность; реальное время.
Библиографический список 1. Будаев Д.С., Вощук Г.Ю., Гусев Н.А., Майоров И.В., Мочалкин А.Н. Разработка интеллектуальной системы адаптивного планирования действий групп летательных аппаратов для согласованного выполнения задач // Материалы 3-й Всероссийской научно-технической конференции «РТИ Системы ВКО - 2015», 28 мая 2015 г., Москва.
2. Buttazzo G.C. Hard Real-Time Computing Systems: Predictable Scheduling Algorithms and Applications., Springer, 2011 ISSN 1867-321X.
3. Michael L. Pinedo Scheduling: Theory, Algorithms, and System. – Springer, 2008. – 673 с.
4. Vos S. Meta-heuristics: The State of the Art in Local Search for Planning and Scheduling / A. Nareyek (Ed.). – Berlin, Springer-Verlag, 2001. – P. 1-23.
5. Binitha S, S Siva Sathya. A Survey of Bio inspired Optimization Algorithms // International Journal of Soft Computing and Engineering (IJSCE). – May 2012. – Vol. 2, Issue-2. ISSN: 2231-2307.
6. Skobelev P. Multi-Agent Systems for Real Time Adaptive Resource Management // In Industrial Agents: Emerging Applications of Software Agents in Industry. Paulo Leitгo, Stamatis Karnouskos (Ed.). – Elsevier, 2015. – P. 207-230.
7. Граничин О.Н. Поисковые алгоритмы стохастической аппроксимации с рандомизацией на входе // Автоматика и телемеханика. – 2015. – № 5. – С. 43-59.
8. Rzevski G., Skobelev P. Managing complexity. – WIT Press, 2014. – 198 p.
9. Виттих В.А., Скобелев П.О. Метод сопряженных взаимодействий для управления распределением ресурсов в реальном масштабе времени // Автометрия. – 2009. – № 2. – С. 78-87.
10. Виттих В.А., Скобелев П.О. Мультиагентные модели взаимодействия для построения сетей потребностей и возможностей в открытых системах // Автоматика и телемеханика. – 2003. – № 1. – С. 177-185.
11. Santamaria E., Segor F., Tchouchenkov I., and Schoenbein R. Rapid aerial mapping with multiple heterogeneous unmanned vehicles // International Journal On Advances in Systems and Measurements. – 2013. – Vol. 6, No. 3 and 4. – P. 384-393.
12. Franco C.Di., Buttazzo G. Energy-Aware Coverage Path Planning of UAVs. Autonomous Robot Systems and Competitions (ICARSC) // IEEE International Conference. – 2015. – P. 111-117.
13. Kamrani F. Using On-line Simulation in UAV Path Planning, Licentiate Thesis in Electronics and Computer Systems, KTH, Stockholm, Sweden, 2007.
14. Ergezer H., Leblebicioğlu K. 3D path planning for multiple UAVs for maximum information collection // Journal of Intelligent & Robotic Systems. – 2014. – Vol. 73, No. 1-4. – P. 737-762.
15. Aмелин К.С., Граничин О.Н. Мультиагентное сетевое управление группой легких БПЛА //Нейрокомпьютеры: разработка, применение. – 2011. – № 6. – C. 64-72.
16. Городецкий В.И., Грушинский М.С., Хабалов А.В. Многоагентные системы (обзор) // Новости искусственного интеллекта. – 1998. – № 2. – C. 64-116.
17. Тимофеев А.В., Юсупов Р.М. Принципы построения интегрированных систем мультиагентной навигации и интеллектуального управления мехатронными роботами // Int. Journal “Information Technologies & Knowledge”. – 2011. – Vol. 5, No. 3. – P. 237-245.
18. Baxter J.W., Horn G.S., Leivers D.P. Fly-by-Agent: Controlling a Pool of UAVs via a Multi-Agent System // The 27th SGAI International Conference on Artificial Intelligence. – 2008. – Vol. 21, No. 3. – P. 232-237.
19. Koo T.J., Shahruz S.M. Formation of a group of unmanned aerial vehicles (UAVs) // American Control Conference (ACC). – 2001. – P. 69-74.
20. Austin, Reg. Unmanned aircraft systems UAVs design, development and deployment. – 1st ed. Wiley Aerospace Series, United Kingdom, 2010. – P. 221-226.

Comments are closed.