اختصاص وظايف به پهپادهاي همكار در يك محيط ديناميكي

Tasks Assignment for Cooperative Unmanned Aerial Vehicles in Dynamic Environment

با توسعه­ ي روز­افزون سيستم­هاي هم­كار در دهه ­هاي اخير، توجه به ايجاد راهكار براي انجام بهينه و مناسب مأموريت­ها، بيش­تر از هميشه مورد نياز مي­باشد. سيستم­هاي هم­كار، هم­چون ربات­ها و پهپاد­ها در بسياري از مأموريت­هاي هم­كاري هم­چون عكس­برداري و نقشه برداري هوايي و ارائه­ ي خدمات شهري مورد استفاده قرار مي­گيرند. اختصاص وظايف و طراحي مسير، دو شاخه­ي مهم در مسائل هم­كار براي ايجاد بستر مناسب هم­كاري هستند. در اين مقاله، يك الگوريتم سلسله­ مراتبي اختصاص وظايف برپايه­ ي برنامه ­ريزي خطي صحيح توسعه 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 خواهد بود. اهداف در اين پژوهش به صورت ذرات متحرك كه در­هر مرحله از اجراي مسأله ­ي اختصاص، داراي موقعيت متفاوت مي­باشند، فرض شده است. تمام محدوديت­هاي زماني و غير­زماني مورد نياز اين مسأله، به طور كامل خطي­سازي شده و در طول روند حل، تمامي آن­ها ارضا خواهند شد. با در نظر گرفتن زمان بيشينه­ ي حركت مناسب هر­پهپاد، اولويت­هاي مد­نظر و تعيين نحوه­ ي حركت اهداف و عامل­ ها، به حل بهينه­ ي اختصاص­ هاي مدنظر پرداخته مي­شود.مسـأله ­ي پيشِ­رو ماهيتي غيرخطي دارد و با در نظر گرفتن رويكرد حل سلسله ­مراتبي در هر پنجره ­ي زماني، خطي ­سازي لازم در اين زمينه ايجاد مي­گردد.

According to recent achievements in multi-agent systems, the use of cooperative arrangement of the multi-agent systems like robots and UAVs such as rescuing, aerial mapping, aerial photography, and goods delivery missions is growing as fast as possible. Implementation a cooperative mission involves two Characteristic: Assigning tasks to each agent in optimally way and path planning of agents to their related tasks. In this article, a hierarchical approach based on linear programming algorithm is developed in order to solve task assignment problem with moving targets and multiple tasks on each target, which has a non-linear structure. Dynamic targets, which have variable position and their position change in every stage of algorithm as a time varying parameter, are considered. All the timing and non-timing constraint with the consideration of flight endurance time, priorities and the moving states of each agent and target will be satisfied. The most part of forming this hierarchical approach is assuming variable position for each target and solving the dynamic task assignment by linearization and discretization of time variables and using time windows for solving stage by stage.