Групповое преследование на плоскости с моделированием области обнаружения
Автор: Дубанов Александр Анатольевич
Рубрика: Инженерная геометрия и компьютерная графика. Цифровая поддержка жизненного цикла изделий
Статья в выпуске: 3 т.22, 2022 года.
Бесплатный доступ
В данной статье производится описание модели преследования методом погони группой объектов. Все объекты, участвующие в модели преследования, движутся с постоянной по модулю скоростью. Преследующий объект движется по определенной траектории и выпускает через заданные промежутки времени объекты, задача которых - настигнуть цель методом погони. Одиночной цели, в свою очередь, поставлена задача настигнуть преследователя методом параллельного сближения. Для каждого преследующего объекта сформирована область обнаружения. Область обнаружения образуется двумя лучами. Вектор скорости объекта является биссектрисой угла, образованного такими лучами. Если цель попадает в область обнаружения, то объект начинает преследование методом погони. Если цель выходит из области обнаружения, то объект совершает равномерное и прямолинейное движение. Задача - реализовать динамическую модель множественного группового преследования, где каждый объект имеет свои задачи, свои стратегии. Модель разработана с использованием систем компьютерной математики. По результатам исследований были созданы анимированные изображения. Методы наведения на цель, такие как метод погони, метод параллельного сближения и метод пропорционального сближения, являются широко применяемыми в военном деле. Но они в большинстве своем требуют внешнего управления, такого как указания цели лазерным лучом или спутникового наведения на цель. Описание методов наведения на цель в автономном режиме в открытых источниках информации отсутствует. Результаты исследований могут быть востребованы при проектировании беспилотных летательных аппаратов с элементами автономного управления и искусственного интеллекта.
Параллельное преследование, метод погони, цель, преследователь, траектория, коррекция
Короткий адрес: https://sciup.org/147238613
IDR: 147238613 | УДК: 004.021 | DOI: 10.14529/build220308
Group pursuit on a plane with detection area simulation
This article describes the model of pursuit by the method of chasing a group of objects. All objects participating in the pursuit model move at a constant modulo speed. The pursuing object moves along a certain trajectory and releases objects at specified intervals. Their task is to overtake the target by the chase method. A single target is tasked with overtaking the pursuer by the constant bearing approach method. A detection area is formed by two half lines for each pursuing object. The object's velocity vector is the bisector of the angle formed by such half-lines. If the target enters the detection area, then the object begins pursuing by the chase method. If the target leaves the detection area, then the object makes a uniform rectilinear movement. The task is to implement a dynamic model of multiple group pursuit with objects having their own tasks and strategies. The model was developed with computer mathematics systems. Animated images were created based on the research results. Targeting methods such as the chase method, the constant-bearing approach method, and the parallel closure method are widely used in military matters. However, they require external control, such as targeting with a laser beam or satellite targeting. Open sources of information lack description of targeting methods in offline mode. The results of the research can be applied to the design of unmanned aerial vehicles with partial autonomous or artificial intelligence control.
Список литературы Групповое преследование на плоскости с моделированием области обнаружения
- Айзекс, Р. Дифференциальные игры / Р. Айзеке. - М.: Мир, 1967. - 480 е.
- Краеовекий Н.Н. Позиционные дифференциальные игры / Н.Н. Краеовекий, А.И. Субботин. - М.: Наука, 1974. - 456 е.
- Петроеян, Л.А. Дифференциальные игры прееледования / Л.А. Петроеян. - Изд-во ЛГУ, 1977. - 222 c.
- Банников, A.C. Некоторые неетационар-ные задачи группового прееледования /А. C. Банников // Извеетия Инетитута математики и информатики УдГУ. - 2013. - Вып. 1 (41). - С. 3-46.
- Хачумов, М.В. Решение задачи еледования за целью автономным летательным аппаратом / М.В. Хачумов // Иекуеетвенный интеллект и принятие решений. - 2015. - № 2. - С. 45-52.
- Хачумов, М.В. Задачи группового прееледования цели в уеловиях возмущений /М.В. Хачумов // Иекуеетвенный интеллект и принятие решений. -2016. - № 2. - С. 46-54.
- Абрамянц, Т.Г. Уклонение групповой цели в трехмерном проетранетве / Т.Г. Абрамянц, Е.П. Маелов, В.П. Яхно // Автомат. и телемех. -2008. - № 5. - С. 3-14.
- Гуеятников, П.Б. Убегание одного нелинейного объекта от неекольких более инертных прееледо-вателей / П.Б. Гуеятников // Дифференциальные уравнения. - 1976. - Т. 12, № 2. - С. 1316-1324.
- Гусятников, П.Б. Дифференциальная игра убегания m лиц // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. - 1978. - № 6. - С. 22-32.
- Гусятников, П.Б. Дифференциальная игра убегания /П.Б. Гусятников //Кибернетика. - 1978. - № 4. - С. 72-77.
- Методы самонаведения истребителей и ракет класса «воздух-воздух» на групповую воздушную цель: моногр. / А.В. Богданов, А.А. Филонов, А.А. Ковалев и др.; под ред. А.А. Кучина. -Красноярск: Изд-во Сибирского федерального университета, 2014. - 168 с.
- Никитченко, С.Н. Имитационная модель задачи взаимного преследования / С.Н. Никитченко, А.А. Бассауэр // Региональная информатика и информационная безопасность. Сборник трудов международной конференции. - СПб. :СПОИСУ, 2018. - Вып. 5. - С. 479-483.
- Кузьмина, Л.И. Расчет длины траектории для задачи преследования / Л.И.Кузьмина, Ю.В. Осипов //Вестник МГСУ. - 2013. - № 12. - С. 20-26.
- Видео, результаты моделирования задачи преследования. Available at: https://www.youtube.com/ watch?app=desktop&v=t9cxOgk6bdk&feature=youtu.be (accessed 19 may 2022).
- Видео, результаты моделирования задачи преследования. Available at: https://www.youtube.com/ watch?v=keZ5fzd2o3Q (accessed 19 may 2022).
- Видео, результаты моделирования задачи преследования. Available at: https://www.youtube.com/ watch?v=ODS75MCwjGg (accessed 19 may 2022).
- Видео, результаты моделирования задачи преследования. Available at: https://www.youtube.com/ watch?v=oHowdT2n5-U (accessed 19 may 2022).
- Видео, результаты моделирования задачи преследования. Available at: https://www.youtube.com/ watch?v=5_-0TurWvwQ(accessed 19 may 2022).
- Видео, результаты моделирования задачи преследования. Available at: https://www.youtube.com/ watch?v=JcBrYjfaXTg(accessed 19 may 2022).
- Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020614336 «Моделирование траекторий от преследователя до цели с ограничениями на кривизну и с заданными краевыми условиями»/А.А, Дубанов. - Номер заявки: 2020613299. Дата регистрации: 20.03.2020. Дата публикации: 31.03.2020.