20342

۲۰۳۴۲

تخصيص وظايف به پرنده هاي بدون سرنشين همكار در يك محيط ديناميكي

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي - مكاترونيك

1394-139۷

۱۳۹۷/۸/۲۳

دكتر رضا معدوليت

دكتر اسماعيل خان ميرزا

مكانيك

با پيشرفت روز¬افزون سيستم¬هاي هم¬كار در دهه¬هاي اخير، توجه به ايجاد راهكار براي انجام بهينه و مناسب مأموريت¬ها، بيش¬تر از هميشه مورد نياز مي¬باشد. استفاده از هواپيما¬هاي بدون سرنشين و ربات¬ها در انجام مأموريت¬هاي همكار و وسيع همچون امداد و نجات، مأموريت¬هاي نظامي، عكس¬برداري هوايي و تحويل كالا به مشتري از جمله¬ي اين موارد مي¬باشد. براي انجام مأموريت¬هاي گروهي، اختصاص وظايف و طراحي مسير، دو مسأله¬ي لازم در اين زمينه مي¬باشند كه داراي ماهيت بهينه¬سازي¬اند. در تحقيقات اخير، به انجام هرچه سريع¬تر و بهينه¬تر اختصاص وظايف و مسيريابي توجه ويژه¬اي شده است. تا آن¬جا كه توسط روش¬هاي مختلفِ اجراي مسائل بهينه سازي، پاسخ مناسب در هركدام از مسأله¬هاي اختصاص وظايف و مسيريابي، به¬صورت مجزا حاصل گردد و با اتصال اين شبكه¬ها، به انجام اهداف مأموريت¬ها دست يافته شود. در پژوهش پيش¬رو، يك الگوريتم اختصاص وظايف برپايه¬ي برنامه¬ريزي خطي صحيح بسط داده شده است. هدف از اين پژوهش، ارائه¬ي راهكاري جامع به منظور حل مسأله¬ي اختصاص وظايف با در نظر گرفتن وجود وظايف چندگانه برروي اهداف متحرك وابسته به زمان خواهد بود. تمام قيود زماني و غير-زماني مورد نياز اين مسأله، به طور كامل خطي¬سازي شده و در طول روند حل، تمامي آن¬ها ارضا خواهند شد. با در نظر گرفتن زمان بيشينه¬ي حركت مناسب هر¬پهپاد، اولويت¬هاي مد¬نظر و تعيين نحوه¬ي حركت اهداف و عامل¬ها، به حل بهينه¬ي اختصاص¬هاي مدنظر پرداخته مي¬شود. مسـأله¬ي پيش¬رو ماهيتي غيرخطي دارد و با در نظر گرفتن رويكرد حل تكميل شونده و استفاده از ماتريس¬هاي متغير در هر پنجره¬ي زماني، خطي¬سازي لازم در اين زمينه ايجاد مي¬گردد. با اندكي تغيير در قيود، مي¬توان مسـأله را به صورت متمركز يا بصورت غير متمركز ( با رويكرد برپايه¬ي هر¬عامل) حل نمود و حل مسأله¬ي اختصاص به صورت تكاملي، منجر به كاهش بار محاسباتي گرديده و تأثير قابل توجهي در تقسيم حجم محاسبات بين تكرار¬هاي حل مسأله خواهد داشت. با توجه به ضعف الگوريتم¬هاي ابتكاري و سلسله¬مراتبي در مهيا نمودن چشم¬¬انداز مناسب به¬جهت حل مسائل اختصاص وظايف بهينه، از يك سيستم فازي جهت پوشش اين نقيصه استفاده شده است.

1398/01/28

Tasks Assignment of Multiple Cooperative UAVs in a Dynamic Environment

4/17/2019 12:00:00 AM

Due to recent advances in Unmanned Arial systems (UASs), the use of cooperative systems of the UAVs for instance rescuing, military, aerial photography, and goods delivery missions is growing impressively. Performing a cooperative mission for UAVs involves two necessary major parts: Assigning the optimal tasks to each agent and path planning of proposed cooperative fleet. In recent researches, assigning of tasks and vehicle routing are taken into special considerations so that different optimization methods are applied in order to solve these branches separately and then connect them together or solving a cooperative problems by considering all needed parts to perform a complete mission. In this study, an algorithm based on the classical linear programming has been extended in order to solve task assignment problems with dynamic targets that several tasks are defined on each. Dynamic targets are assumed as moving particles that have constant velocities and variable angles of movement. This kind of problems is none-linear. For this reason, a hierarchical approach has been proposed that considers variable matrices in each time window and solves the dynamic task assignment by linearization and discretization of time variables. The desired goal is finding optimal solution that satisfies all of proposed constraints. One of the most important benefits of the hierarchical approach is decreasing computational complexity in order to solve the problems as fast as possible. Unfortunately, this hierarchical approach does not have look ahead property at all, and this may cause non-optimal solution for task assigning problems. Due to this defect, the use of a fuzzy system is necessary to cover the proper look ahead in problem structure. A fuzzy system with three input involving velocity, distance, and the direction and one output to produce priority variables for each decision variable is considered. The simulations and results will be compared together and the efficiency of this study’s approach will be evaluated.