بررسی عملکرد الگوریتمهای بهینه سازی در انتخاب مسیر برای حرکت هماهنگ کوادکوپترها در محیط های دارای مانع

ساختار مجازی و الگوی مبتنی بر رفتار توسط محققان مورد بررسی قرار گرفته اند. این پژوهش یک چهارچوب شبیه سازی برای بررسی فرآیند انتخاب مسیر و به حساب می آید که با الهام از رفتار گروهی ماهی ها، پرندگان و سایر حرکت هماهنگ چند کوادکوپتر در محیطی با موانع متعدد و دوبعدی ارائه موجودات زنده به کنترل اسکادران پهپادها کمک کند. در بوید سه قانون میدهد. شبیه سازی در محیطی مربعی به طول ۲۵ متر انجام می شود که دارای موانع متعدد و ثابت از اشکال مستطیل و دایره است. تمرکز بر انتخاب اصلی از جمله انسجام (Cohesion)، همترازی (Alignment) و جدایی (Separation) وجود دارد که هر کدام با پارامتر وزنی خود، هماهنگی کلی بهینه ترین مسیر برای هر کوادکوپتر تا نقطه هدف با استفاده از الگوریتم های گروه را کنترل می کند. از سوی دیگر، دیگر چالش اصلی انتخاب مسیری بهینه سازی است. در این راستا الگوریتم ژنتیک A و دایکسترا به صورت جداگانه برای یافتن مسیر بین نقطه آغازین و هدف مورد بررسی قرار گرفته است. پس از محاسبه بهترین مسیر برای هر کواد انتخاب رهبر تیم در اولویت قرار می گیرد در نتایج شبیه سازی الگوریتم ژنتیک و دایکسترا با نوسانات بسیار کم و پایداری موجب بهره وری بهتر در محیط های پیچیده می شود. به منظور حرکت هماهنگ دسته های پروازی عدم افزایش ازدحام و اجتناب از برخورد کوادکوپترها از الگوریتم بوید (Boids) استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش تراکم موانع طول مسیر و زمان رسیدن به نقطه هدف افزایش می یابد این افزایش تا هنگامی ادامه دارد که با بسته شدن کامل منطقه میانی تنها مسیر باقی مانده لبه های مربع باشد که پس از آن زمان حرکت نیز بدون تغییر می شود.

کلیدواژه ها:

کوادکوپتر ، الگوریتم ژنتیک ، الگوریتم A ، انتخاب مسیر ، الگوریتم دایکسترا