О некоторых аспектах применения автоматных моделей в групповом управлении

Аннотация

Рассматриваются особенности применения дискретно-событийных моделей для управления согласованным поведением групп агентов и предлагается механизм организации управления поведением на основе иерархии конечных автоматов. Базовый уровень управления движением агентов использует непрерывную модель совместного движения — метод потенциалов, в котором направление движения определяется итоговой суммой сил "отталкивания", "притяжения" и "выравнивания курса". В работе описывается множество частных правил группового движения агентов — когезия, распределение, следование за лидером, движение вдоль цепочки ориентиров, преследование и т. д. При этом все они трактуются в терминах результатов работы автоматных моделей. Было проведено математическое моделирование процесса управления группой агентов с использованием частных правил группового движения, которое подтвердило их работоспособность. Также были проведены вычислительные эксперименты с помощью 3D-симулятора Gazebo. Кроме того, в работе описывается экспериментальная группировка подводных аппаратов в составе трех экземпляров, с помощью которых отрабатывались частные правила группового движения: когезия, распределение, движение за лидером. Связь между аппаратами осуществлялась с помощью системы инфракрасных приемопередатчиков, по псевдоаналоговому каналу. Она позволяет устойчиво принимать сигнал, который является закодированным числом в диапазоне от нуля до пятнадцати, в воде на расстоянии до сорока—пятидесяти сантиметров. Эксперименты проводились в лабораторном бассейне и завершились успешно.

Показано, что технология создания систем группового управления, основанная на иерархии автоматов (метаавтоматов), позволяет решать задачи управления не только на уровне абстрактных моделей и имитационного моделирования, но и на уровне создания реальных робототехнических комплексов.