МОДЕЛЮВАННЯ ОГЛЯДУ ТЕРИТОРІЇ ЗА ДОПОМОГОЮ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ НА ОСНОВІ АЛГОРИТМУ ОПТИМІЗАЦІЇ МУРАШИНОЇ КОЛОНІЇ

Abstract

В роботі розглянуто проблему визначення довжини оптимального маршруту, який дозволить виконати огляд території за найкоротший час, що важливо у разі виконання моніторингу лісів, річок, транспорту, будівель, сільськогосподарських угідь, підрахунку об’єктів тощо. Для вирішення цієї проблеми запропоновано використання безпілотних літальних апаратів та різні методи оптимізації маршруту, серед яких можна виділити ймовірнісні методи пошуку рішення з мінімальним часом (MTS). А саме евристику, крос-ентропійну оптимізацію, байєсівський алгоритм оптимізації та генетичні алгоритми, методи оптимізації ройового інтелекту на основі спостережень за живою природою (оптимізація мурашиних колоній (ACO), штучні колонії бджіл, зграї криланів тощо).

Запропоновано використання алгоритму оптимізації мурашиної колонії, оскільки це дозволяє дотримуватись балансу між різними параметрами, а саме обчислювальними ресурсами безпілотних літальних апаратівта оптимальною довжиною маршруту його руху. Проведено експериментальні дослідження огляду території за допомогою безпілотних літальних апаратів за різної кількості ітерацій на основі алгоритму оптимізації мурашиної колонії шляхом моделювання в середовищах WeBots та tsp-problem-ga-aco-comparisson, які є симуляторами різноманітних пристроїв, зокрема безпілотних літальних апаратів, що компенсує вплив зовнішнього середовища на керування польотом безпілотних літальних апаратів вбудованими програмними засобами для збереження поточного курсу руху безпілотних літальних апаратів.

Встановлено, що використання алгоритму оптимізації мурашиної колонії дозволяє виконувати огляд території за менший час, ніж при використанні генетичного алгоритму, який являє собою стандартний алгоритм багатьох систем керування за замовчуванням, знаходячи при цьому баланс між оптимальністю маршруту та обчислювальними ресурсами.