کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8058603 1520080 2016 8 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Biologically inspired trajectory generation for swarming UAVs using topological distances
ترجمه فارسی عنوان
تولید نسل جدید الهام گرفته از بیولوژیک برای استفاده از پهپادها با استفاده از فاصله توپولوژیکی
کلمات کلیدی
کنترل پیش بینی نشده مدل سازی غیر خطی، نسل کشی روح الهام گرفته از زیست شناسی،
ترجمه چکیده
این مقاله منطق تولید مسیر را برای یک وسیله نقلیه وسایل نقلیه بدون سرنشین ارائه می دهد که از فاصله های توپولوژی به جای مقادیر متریک استفاده می کند. از آنجا که زیست شناسی الهام بخش است، این روش از اندازه گیری فاصله استفاده می کند در غیاب چنین توانایی ها، همانطور که در پرنده های پر سر و صدا اتفاق می افتد. این منطق تولید مسیر جدید به تازگی توسعه یافته است و یک منطق پایدار است که شباهت بزرگی به پرندگان دارد. فرضیه این کار این است که بدون ادراک عمیق، پرندگان سوسن به طور عمده بر روی درک خود از پرندگان دیگر تکیه می کنند تا برآورد نزدیک و تنظیم نیروهای خفقان و جذاب در زمان واقعی داشته باشند. از مطالعات قبلی مربوط به رفتارهای بیولوژیکی، شناخته شده است که تجمع همگن و مرتب توسط پرندگان پرتلاطم در کنار یکدیگر قرار گرفته است و نه در مقابل یا پشت یکدیگر. این رفتار، که بر اساس درک نزدیکی فضایی نسبی به نزدیکترین همسایگان خود در گله است، اجازه می دهد تا پرندگان به شکل گیری بسیار انسجام و هماهنگ با کنترل صریح فاصله های بین عامل همگرا شوند. با الهام از این الگوی بیولوژیکی، یک منطق تولید مسیر در حال طراحی و آزمایش در کنترل سیستم های هوایی بدون سرنشین بدون استفاده از فاصله های متقابل است. شش درجه از مدل پویای غیرخطی آزادی برای یک هواپیمای بدون سرنشین برای اهداف شبیه سازی استفاده می شود. هر وسیله نقلیه با یک کنترل کننده پیش بینی کننده مدل غیر خطی قدرتمند مبتنی بر عامل و مبتنی بر مجموعه ای از قوانین راهنمایی غیر خطی برای ردیابی مسیر ارائه شده است. فرمول بندی نسل مسیر پیشنهادی و همچنین کنترل هواپیما انتخاب شده، یک روش واقعا غیر متمرکز است که اجازه می دهد تا تعداد نامحدودی از عوامل درون رودخانه را به عنوان محاسبات متمرکز ساخته شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی هوافضا
چکیده انگلیسی
This paper presents a trajectory generation logic for a swarm of unmanned aerial vehicles which uses topological distances instead of metric values. Biologically inspired, this method evades exploiting distance measurements in the absence of such capabilities, as it happens in swarming birds. This newly developed trajectory generation logic provides a stable swarming logic which resembles a large aggregation of birds. The hypothesis of this work is that without depth perception, swarming birds rely primarily on their perception of other birds to estimate proximity and adjust repulsive and attractive forces in real-time. From previous biological behavior studies, it is known that a homogeneous and orderly aggregation is exhibited by swarming birds locating themselves side by side rather than in front or behind each other. This behavior, which is based on the relative spatial proximity perception to their nearest neighbors in the flock, allows birds to converge into a highly cohesive and coordinated formation without explicit control of inter-agent distances. Inspired by this biological pattern, a trajectory generation logic is designed and tested in controlling a multi-agent unmanned aerial systems without the use of inter-distances. A six degrees of freedom nonlinear dynamic model for an unmanned aircraft is used for simulation purposes. Each vehicle is provided with a decentralized agent-based robust nonlinear model predictive controller and a set of nonlinear guidance laws for trajectory tracking. The formulation of the proposed trajectory generation, as well as the selected aircraft control, constitute a truly decentralized technique, that allows for an unlimited number of agents within the swarm, as no centralized computations are made.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Aerospace Science and Technology - Volume 54, July 2016, Pages 312-319
نویسندگان
, ,