ИТЕРАЦИОННЫЙ АЛГОРИТМ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОЙ СТРАТЕГИИ ГРУППОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ

Аннотация

Создание эффективных алгоритмов оптимизации группового взаимодействия подвижных объектов экстремальными методами на основе компьютерных моделей представляет собой самостоятельную научную проблему, получившую важные приложения на водном транспорте и в других отраслях народного хозяйства.Проблема выбора наиболее эффективной стратегии группового взаимодействия подвижных объектов (судов технического или транспортного флота, находящихся на внутренних водных путях) связана с решением оптимизационных многопараметрических задач, характеризующихся высокой размерностью, сложной зависимостью оценок эффективности (ценности) задач от технологических параметров подвижных объектов, внешних условий, что значительно усложняет разработку адекватных моделей и проведение машинных экспериментов. В связи с этим в решении данной проблемы, особенно в случае функционирования подвижных объектов в заранее неизвестной среде, отсутствуют общие подходы и методики. Ключевым вопросом в проблеме создания систем группового взаимодействия подвижных объектов является разработка таких алгоритмов и программ функционирования их в динамически изменяющейся среде, которые бы обеспечивали экстремальное значение целевого функционала в достижении заданной цели. В статье рассмотрен итерационный алгоритм планирования групповых действий подвижных объектов при выборе целей. Алгоритм основан на использовании итерационной процедуры оптимизации группового взаимодействия подвижных объектов по выбору наиболее эффективной стратегии в достижении поставленной цели. На основе алгоритма разработана программа, реализуемая в кодах MatLab, и рассмотрен конкретный пример распределения целей между роботами, при котором обеспечивается максимум целевого функционала.

Ключевые слова

алгоритм, группа, подвижные объекты, планирование групповых действий, целераспределение, целевой функционал, оценка эффективности, итерационная процедура

Читать полный текст статьи:  PDF

Список литературы

Сахаров В. В. Алгоритм оптимального планирования группового взаимодействия роботов / В. В. Сахаров, А. А. Чертков, Д. С. Тормашев // Морской вестник. - 2014. - № 4. - C. 119-122.
Шаповалов И. О. Применение групп мобильных роботов в сложных транспортных задачах / И. О. Шаповалов // Известия Южного федерального университета. Технические науки. - 2012. - № 2. - С. 141-146.
Каляев И. А. Модели и алгоритмы коллективного управления в группах роботов / И. А. Каляев, А. Р. Гайдук, С. Г. Капустин. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. - 280 с.
Rochefort Y. Guidance of flocks of vehicles using virtual signposts / Y. Rochefort [et al] // Proceeding of the 18th IFAC World Congress. - Milan, Italy. - 2011. - Pp. 5999-6004.
Гайдук А. Р. Оптимальное перемещение тела интеллектуальным роботом / А. Р. Гайдук, С. Г. Капустян, И. О. Шаповалов // Мехатроника, автоматизация, управление. - 2009. - № 7. - С. 43- 46.
Каляев И. А. Распределенные системы планирования действий коллективов роботов / И. А. Каляев, А. Р. Гайдук, С. Г. Капустин. - М.: Янус-К, 2002. - 292 с.
Юревич Е. И. Управление роботами и робототехническими системами / Е. И. Юревич. - СПб.: Изд. СПбГПУ, 2001.
Шаповалов И. О. Распределенная система управления группой автономных мобильных роботов / И. О. Шаповалов // Информационное противодействие угрозам терроризма. - 2012. - № 19. - С. 105-108.
Каляев И. А. Использование принципов коллективного принятия решений при управлении группой автоматических лифтов / И. А. Каляев // Мехатроника. - 2001. - № 4. - С. 30-35.
Thomas R. Kurfess (Ed.). Robotics and Automation Handbook. CRC Press LLC, 2005. - 579 p.
Каляев И. А. Управление коллективом интеллектуальных объектов на основе стайных принципов / И. А. Каляев, А. Р. Гайдук, С. Г. Капустян // Вестник Южного научного центра РАН. - 2005. - Т. 1. - № 2. - С. 20-27.
Каляев И. А. Интеллектуальные роботы / Под общей ред. Е. И. Юревича / И. А. Каляев, В. М. Лохин, И. М. Макаров [и др.]. - М.: Машиностроение, 2007. - 360 с.

Об авторах

Чертков Александр Александрович

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»