Купить (600 RUB)
сгенерировать QR код
Открытый доступ
Доступ платный или только для Подписчиков
Система для управления роем роботов одним пультом
https://doi.org/10.17587/mau.26.471-479
Аннотация
Управление роем роботов является одной из важнейших проблем беспилотной робототехники. В статье предлагается архитектура частично централизованной системы, позволяющей управлять роем роботов с помощью одного пульта, координируя весь рой как единую сущность. Предложенная система интегрирует внутригрупповую коммуникацию, алгоритм на основе протокола локального голосования для поддержания формации, метод преодоления разрывов соединения части роботов с пультом и алгоритм борьбы с шумами. Проведенные эксперименты демонстрируют эффективность предложенной системы даже в сложных и непредсказуемых условиях.
При поддержке: Работа выполнена при финансовой поддержке СПбГУ, шифр проекта 121061000159-6.
Об авторах
К. С. Амелин
Санкт-Петербургский государственный университет
Россия
Россия
К. С. Амелин, канд. физ.-мат. наук, директор центра ИИ и науки о данных
Санкт-Петербург
И. С. Архипов
Санкт-Петербургский государственный университет
Россия
Россия
И. С. Архипов, аспирант
Санкт-Петербург
О. Н. Граничин
Санкт-Петербургский государственный университет
Россия
Россия
О. Н. Граничин, д-р физ.-мат. наук, проф.
Санкт-Петербург
В. А. Киселе
Санкт-Петербургский государственный университет
Россия
Россия
В. А. Киселев, студент
Санкт-Петербург
А. О. Чернов
Санкт-Петербургский государственный университет
Россия
Россия
А. О. Чернов, аспирант
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Chen W., Liu J., Guo H., Kato N. Toward robust and intelligent drone swarm: challenges and future directions // IEEE Network. 2020. Vol. 34, N. 4. P. 278—283.
2. Skorobogatov G., Barrado C., Salami E. Multiple UAV systems: a survey // Unmanned Systems. 2020. Vol. 8, N. 2. P. 149—169.
3. Bu Y., Yan Y., Yang Y. Advancement challenges in UAV swarm formation control: a comprehensive review // Drones. 2024. Vol. 8, N. 7.
4. Amala Arokia Nathan R. J., Kurmi I., Bimber O. Drone swarm strategy for the detection and tracking of occluded targets in complex environments // Communications Engineering. 2023. Vol. 2.
5. Филимонов А. Б., Филимонов Н. Б., Нгуен Т. К., Фам К. Ф. Планирование маршрутов полета БПЛА в задачах группового патрулирования протяженных территорий // Мехатроника, автоматизация, управление. 2023. Т. 24. № 7. С. 374—381.
6. Do H., Hua H., Nguyen M., Nguyen V.-C., Nguyen H., Nga N. Formation control algorithms for multiple-UAVs: a comprehensive survey // EAI Endorsed Transactions on Industrial Networks and Intelligent Systems. 2021. Vol. 8. P. 170230.
7. Амелин К. С., Амелина Н. О., Граничин О. Н., Сергеев С. Ф. Децентрализованное групповое управление роем автономных роботов без маршрутизации данных // Робототехника и техническая кибернетика. 2021. Т. 9, № 1. С. 42—48.
8. Каляев И. А., Капустян С. Г., Гайдук А. Р. Самоорганизующиеся распределенные системы управления группами интеллектуальных роботов, построенные на основе сетевой модели // Управление большими системами. 2010. № 30. С. 605—639.
9. Reynolds C. W. Flocks, herds, and schools: a distributed behavioral model // Computer Graphics. 1987. Vol. 21, N. 4. P. 25—34.
10. Olfati-Saber R. Flocking for multi-agent dynamic systems: algorithms and theory // IEEE Transactions on Automatic Control. 2006. Vol. 51, N. 3. P. 401—420.
11. Lissman P., Shollenberger C. Formation flight in birds // Science. 1970. Vol. 168. P. 1003—1005.
12. Ren W. Consensus based formation control strategies for multi-vehicle systems // Proceedings of 2006 American Control Conference. 2006. P. 6.
13. Амелин К. С., Антал Е. И., Васильев В. И., Граничина Н. О. Адаптивное управление автономной группой беспилотных летательных аппаратов // Стохастическая оптимизация в информатике. 2009. Т. 5. С. 157—166.
14. Amelin K., Amelina N., Granichin O., Granichina O., Andrievsky B. Randomized algorithm for UAVs group flight optimization // IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline). 2013. P. 205—208.
15. Городецкий В. И., Бухвалов О. Л., Скобелев П. О., Майоров И. В. Современное состояние и перспективы индустриальных применений многоагентных систем // Управление большими системами. 2017. № 66. С. 94—157.
16. Amelina N., Fradkov A., Amelin K. Approximate consensus in multi-agent stochastic systems with switched topology and noise // 2012 IEEE International Conference on Control Applications. 2012. P. 445—450.
17. Vergados D. J., Amelina N., Jiang Y., Kralevska K., Granichin O. Toward optimal distributed node scheduling in a multihop wireless network through local voting // IEEE Transactions on Wireless Communications. 2018. Vol. 17, N. 1. P. 400—414.
18. Amelin K., Granichin O., Sergeenko A., Volkovich Z. V. Emergent intelligence via self-organization in a group of robotic devices // Mathematics. 2021. Vol. 9, N. 12.
19. Amelina N., Fradkov A., Jiang Y., Vergados D. J. Approximate consensus in stochastic networks with application to load balancing // IEEE Transactions on Information Theory. 2015. Vol. 61, N. 4. P. 1739—1752.
20. Nedic A., Olshevsky A. Distributed optimization over time-varying directed graphs // IEEE Transactions on Automatic Control. 2015. Vol. 60, N. 3. P. 601—615.
21. Erofeeva V., Granichin O., Uzhva D. Meso-scale coalitional control in large-scale networks // Automatica. 2025. Vol. 177. P. 112276.
22. Rawlings J. B., Mayne D. Q., Diehl M. Model predictive control: theory, computation, and design. Madison, Wisconsin: Nob Hill Publishing, 2017.
23. Kalman R. E. Contributions to the theory of optimal control // Boletin de la Sociedad Matematica Mexicana. 1960. Vol. 5. P. 102—119.
24. Cohen A., Hasidim A., Koren T., Lazic N., Mansour Y., Talwar K. Online linear quadratic control // Proceedings of the 35th International Conference on Machine Learning. 2018. Vol. 80. P. 1029—1038.
25. Goel G., Wierman A. An online algorithm for smoothed regression and LQR control // Proceedings of the Twenty-Second International Conference on Artificial Intelligence and Statistics. 2019. Vol. 89. P. 2504—2513.
26. Balharith T., Alhaidari F. Round robin scheduling algorithm in CPU and cloud computing: a review // 2019 2nd International Conference on Computer Applications & Information Security (ICCAIS). 2019. P. 1—7.
27. Erofeeva V., Granichin O., Volodina E. Accelerated decentralized load balancing in multi-agent networks // IEEE Access. 2024. Vol. 12. P. 161954—161967.
Рецензия
Для цитирования:
Амелин К.С., Архипов И.С., Граничин О.Н., Киселе В.А., Чернов А.О. Система для управления роем роботов одним пультом. Мехатроника, автоматизация, управление. 2025;26(9):471-479. https://doi.org/10.17587/mau.26.471-479
For citation:
Amelin K., Arkhipov I., Granichin O., Kiselev V., Chernov A. A System for Robot Swarm Control with a Single Remote Controller. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2025;26(9):471-479. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau.26.471-479
Просмотров:
16
.png)
Послать статью по эл. почте 