Internationale Zeitschrift für Schwarmintelligenz und Evolutionsberechnung

Abstrakt

Eine künstliche Schwanenformation unter Verwendung des Finsler-Maßes in der dynamischen Fenstersteuerung

Jun S. Huang*, Siqing Ma, Gao Li, Oliver W. Yang, Chang Shao

In diesem Artikel wird die Steuerung der Schwarmformation für eine große Anzahl unbemannter Roboter (künstliche Schwäne) untersucht, um eindringende Objekte (Gänse) in Anwendungen wie der Vogelkontrolle auf Flughäfen zu vertreiben. Dieser Steuerungsalgorithmus erweitert die vorhandene DWA-Steuerung (Dynamic Window Algorithm), indem während des Optimierungsprozesses ein neuer Term mithilfe des Finsler-Maßes in die Zielfunktion eingefügt wird. Wie im Simulationsabschnitt und der Herleitung im Anhang gezeigt und bewiesen, kann das Finsler-Maß den Grad der lokalen Zusammenarbeit zwischen unbemannten Robotern messen und uns daher ermöglichen, eine statistische Zusammenarbeitsstrategie zur Steuerung einer Schwarmformation zum Vertreiben eindringender Objekte zu entwickeln. Es ermöglicht auch eine schnelle Optimierung und damit eine Echtzeit-Formationssteuerung einer großen Anzahl von Robotern, ohne dass die Roboter miteinander oder mit Hindernissen auf ihrem Bewegungsweg kollidieren, da der neue Term in der Zielfunktion den Kompromiss zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit der Schwanengruppe und ihrer Gruppenüberwachungsabdeckung ermöglicht. Unsere Leistungsbewertung und Analyse verschiedener Leistungsmetriken durch Simulationen zeigen die Machbarkeit dieses Steuerungsalgorithmus.