اختصاص وظایف و طراحی مسیر یکپارچه با وجود اهداف متحرک به روش برنامه‌ریزی خطی ابتکاری و منحنی‌های دابینز

پیشرفت‌های اخیر در زمینه‌ی اجرای ماموریت و کنترل عامل‌ها، توجهات را به اجرای ماموریت‌های مشارکتی معطوف کرده است. در زمینه‌ی اجرای یک ماموریت مشارکتی ناوگان پرنده‌ها، الگوریتم تصمیم‌گیرنده برای اختصاص وظایف و طراحی مسیر، دو قسمت اصلی در طراحی چنین ماموریتی است. در این مقاله، با ترکیب این دو قسمت به حل مسئله تخصیص وظایف و مسیریابی به صورت یکپارچه پرداخته شده‌است. با الهام از الگوریتم برنامه‌ریزی خطی صحیح، به سبب بهینگی سراسری پاسخ آن، در این پژوهش به توسعه‌ی یک روش تکاملی و سلسله مراتبی بر اساس الگوریتم یاد شده و با قابلیت حل سریع‌تر مسائل مشارکت عامل‌ها با وجود اهداف متحرک پرداخته شده است. در کنار آن از یک الگوریتم منحنی‌های دابینز با قابلیت اعمال مشخصات عملکردی و محدودیت‌های حرکتی و دینامیکی جنگنده‌های بال ثابت در زمان کوتاه و بار محاسباتی پایین استفاده شده است. ضرایب و فواصل حاصل از الگوریتم منحنی‌های دابینز به جهت استفاده در الگوریتم اختصاص وظایف توسعه داده شده بهروز رسانی و استفاده می‌شود. با توجه به اینکه استفاده از اهداف متحرک در پلتفرم‌های اختصاص وظایف پیشین مورد بررسی قرار گرفته نشده است، مهمترین نوآوری این مقاله پرداختن به چنین مساله‌ای و توسعه‌ی یک الگوریتم تکاملی و سلسه‌مراتبی می‌باشد. نتایج ارائه شده، مبین عملکرد مناسب و بهینه و سرعت بالاتر رویکرد ارائه شده، نسبت به روش‌های کلاسیک می‌باشد.

Integrated Task Assignment and Path Planning with Moving Targets Based on an Innovative Linear Programming Approach and Dubins Curves

Recent developments in mission implementation and agent control have drawn attention to the performing of cooperative missions. Decisionmaking systems are among the most important parts of such missions. The aim of these systems is efficient task assignment and path planning. This paper combines a task assignment approach and a path planning method to tackle collaborative problems. The task assignment approach, used in this paper, is based on an improved linear programming approach for its high accuracy. The path planning method is based on Dubins curve to handle the limitation movements of fixedwing fighters, investigated in this paper. The proposed methods perform based on the utilized fighter’s performance characteristics and flight constraints in a dynamic environment with moving targets. The path planning approach is based on specific constraints, including certain output vectors of each point as well as input ones to the target points, minimum rotational angle, and performance factors of fighters. In the next step, Dubins path planning output is used as the necessary coefficient to solve the task assignment problem of cooperative fighters. By using a heuristic hierarchical approach based on linear programming, a comprehensive path planning and task assignment of a fleet of fighters is completed. The presented results show optimal performance and higher speed to solve rather than the classical approaches, which is capable to cover the dynamic environment as well.