Кинематическая модель группового преследования для множеств целей методом параллельного сближения
Автор: Дубанов Александр Анатольевич, Севээн Ай-Кыс Эрес-Ооловна
Рубрика: Инженерная геометрия и компьютерная графика
Статья в выпуске: 3 т.21, 2021 года.
Бесплатный доступ
В данной работе приводится кинематическая модель группового преследования для множеств целей методом параллельного сближения. Модель основывается на том, что преследователи стараются придерживаться заранее спроектированных траекторий. Основным отличием предполагаемой модели является наложение ограничений на кривизну траекторий преследователей, что является характерным для объектов, не имеющих возможности изменять направление скорости мгновенно. Начальные направления скоростей преследователей имеют произвольный характер, что вносит изменения в известный метод параллельного сближения. В рассматриваемой геометрической модели цели достигаются преследователями одновременно. Это происходит из-за изменения длин прогнозируемых траекторий таким образом, чтобы синхронизировать время достижения цели. Изменение длин прогнозируемых траекторий происходит за счет увеличения радиуса кривизны на первоначальном участке траектории. Была разработана программа, в которой два преследователя с первоначальными произвольными направлениями скоростей начинают преследовать цель, движущуюся прямолинейно с постоянной скоростью, а также была написана программа преследования группой из трех преследователей группы из двух целей. Достижение целей происходит одновременно. Важным вопросом в представленной модели является распределение преследователей по целям. В тестовой программе распределение производилось вручную.
Преследование, цель, преследователь, траектория, достижение, синхронизация
Короткий адрес: https://sciup.org/147235328
IDR: 147235328 | УДК: 004.021 | DOI: 10.14529/build210309
Kinematic model of group pursuit for multiple targets using the method of parallel convergence
In this paper, a kinematic model of group pursuit for multiple targets using the method of parallel convergence is considered. The model is based on the fact that the pursuers try to adhere to pre-designed trajectories. The main difference of the proposed model is that the curvature of the trajectories of the pursuers is imposed with restrictions, which is typical for objects not having the ability to change the direction of speed instantly. The initial directions of the pursuers' speeds are arbitrary, what introduces changes to the well-known method of parallel convergence. In the considered geometric model, the targets are reached by the pursuers simultaneously. This is due to the change in the lengths of the predicted trajectories in such a way as to synchronize the time to reach the target. The change in the lengths of the predicted trajectories occurs due to an increase in the radius of the curvature in the initial segment of the trajectory. A program, in which two pursuers with initial arbitrary directions of speeds begin to pursue a target moving in a straight line at a constant speed, and also a program, where a group of three pursuers pursuit a group of two targets, have been developed. The targets are reached simultaneously. An important issue in the presented model is the distribution of pursuers as per targets. In the test program, the distribution was done manually.
Список литературы Кинематическая модель группового преследования для множеств целей методом параллельного сближения
- Айзекс, Р. Дифференциальные игры / Р. Айзекс. - М.: Мир, 1967. - 480 с.
- Понтрягин, Л.С. Линейная дифференциальная игра убегания / Л.С. Понтрягин // Тр. МИАН СССР. - 1971. - Т. 112. - С. 30-63.
- Красовский, Н.Н. Позиционные дифференциальные игры / Н.Н. Красовский, А.И. Субботин. -М.: Наука, 1974. - 456 с.
- Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020665641. Кинематическая модель метода параллельного сближения.
- https://www.youtube.com/watch?v= aC4PuXTgVS0&feature=youtu.be. Раздел «Групповое преследование одиночной цели»
- http://dubanov.exponenta.ru. Раздел «Групповое преследование с различными стратегиями одиночной цели»
- Желнин, Ю.Н. Линеаризованная задача преследования и уклонения на плоскости / Ю.Н. Желнин // Ученые записки ЦАГИ. - 1977. - № 3. - Т. 8. -С. 88-98.
- Бурдаков, С.В. Алгоритмы управлением движения мобильным роботом в задаче преследования / С.В. Бурдаков, П.А. Сизов // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Информатика. Телекоммуникации. Управление. -2014. - № 6 (210). - С. 49-58.
- Симакова, Э.Н. Об одной дифференциальной игре преследования / Э.Н. Симакова // Автоматика и телемеханика. - 1967. - № 2. - С. 5-14.
- Алгоритм следования прогнозируемым траекториям в задаче преследования. - http:// dubanov.exponenta.ru (дата обращения: 22.07.2019)
- Вагин, Д.А. Задача преследования жестко скоординированных убегающих / Д.А. Вагин, Н.Н. Петров // Известия РАН. Теория и системы управления. - 2001. - № 5. - С. 75-79.
- Банников, А.С. Некоторые нестационарные задачи группового преследования / А.С. Банников // Известия Института математики и информатики УдГУ. - 2013. - Вып. 1 (41). - С. 3-46.
- Банников, А.С. Нестационарная задача группового преследования / А.С. Банников // Труды Математического центра имени Н.И. Лобачевского. Лобачевские чтения-2006. Материалы Пятой молодежной научной школы-конференции / научные редакторы: А.М. Елизаров, С.Р. Насыров, В.В. Шурыгин (мл.). - 2006. - С. 26-28.
- Изместьев, И.В. Задача преследования маломаневренных объектов с терминальным множеством в форме кольца / И.В. Изместьев, В.И. Ухо-ботов // Итоги науки и техники. Современная математика и ее приложения. Тематические обзоры. -2018. - Т. 148. - С. 25-31.
- Результаты моделирования одновременного достижения двух целей тремя преследователями с визуализацией сети линий прогнозируемых траекторий. - https://www.youtube.com/watch?v= NNJDJOJT34I (дата обращения: 22.03.2021)
- Результаты моделирования одновременного достижения двух целей тремя преследователями без визуализации сети линий прогнозируемых траекторий. - https://www.youtube.com/watch?v= tdbgoNoby3A (дата обращения: 23.03.2021).
- Константинов, Р.В. О квазилинейной дифференциальной игре с простой динамикой при наличии фазового ограничения / Р.В. Константинов // Математические заметки. - 2001. - Т. 69, вып. 4. - С. 581-590.
- Панкратова, Я.Б. Решение кооперативной дифференциальной игры группового преследования / Я.Б. Панкратова // Дискретный анализ и исследование операций. - 2010. - Т. 17, № 2. - С. 57-78.
- Петросян, Л.А. Теория Игр / Л.А. Петро- 20. Петросян, Л.А. Преследование на плоскосян, Н.А. Зенкевич, Е.В. Шевкопляс. - Изд-во сти / Л.А. Петросян, Б.Б. Рихсиев. Изд-во «Нау-«БХВ-Петербург», 2012. - 424 с. ка», 1991. - 94 с.