JP6397608B2 - 複数ビークルに組織的なタスク割当を行うためのミッション再計画 - Google Patents
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Description
Area(P1): Area(P2): … : Area(Pm) = C1: C2: … : Cm
ここで、パートPiの面積はArea(Pi)で、パートPiのすべての総面積は以下の領域制約条件に基づく所定のポリゴン102の面積に等しくなくてはならない。
UAV能力 = 電波到達範囲(footprint) × 速度(speed) × 航続時間(endurance)
remainArea(m2) = footprint(m) × speed(m/秒) × endurance(秒)
Extravalue(k) = Adjacency(k) × footprint + k.leftArea
面積の単位を有する(Adjacency(k) × footprint)及び距離の単位をAdjacency(k)は、移動距離集合として交換可能に使用されうる。
If((k.power − remainArea − Extravalue(k))>0)
ここで、remainAreaは機能不全に陥ったUAVの不完全なタスクを処理するために必要となる能力によって特徴づけられる不完全範囲の面積であり、k.powerは各UAVの残存能力によって特徴づけられる残存範囲面積であり、又kは特定のUAVを示す1以上の整数で、Extravalue(k)は自機に割り当てられた領域の走査完了に加えて、endpoint(k)に到達するために必要な各UAVの能力を明らかにする。
102 凸ポリゴン
104、106、108 ポリゴンの断片
110、112、114、116、118、120、122 UAV
S1、S2、S3 基地
200 システム
202 タスク割当モジュール
204 コマンドモジュール
206 ステータスモジュール
208 リアルタイム再計画モジュール
210 必要機能計算モジュール
212 探索モジュール
214 充足度機能計算モジュール
216 充足度リストデータベースモジュール
218 選択モジュール
220 プロセッサモジュール
222 メモリモジュール
224 通信モジュール
228 ミッション管理フレームワーク
300、400 プロセス
Claims (10)
- ミッション再計画のためのシステムであって、該システムは、
領域探索のための複数のビークルをリアルタイムで監視し
前記ビークルの中から機能不全に陥って不完全なタスクを実施している少なくとも1つのビークルを検出する
ように動作可能なステータスモジュール(206)と、
不完全なタスクについて不完全範囲の面積を計算するように動作可能な必須能力モジュール(210)と、
前記複数のビークルのうち前記少なくとも1つの機能不全に陥って不完全なタスクを実施しているビークルを除く各ビークルの未走査の面積からなる未走査範囲集合を決定し、
各ビークルのタスク完了位置から前記少なくとも1つの機能不全に陥ったビークルの停止点までの移動距離を計算して移動距離集合を提供し、
前記移動距離集合及び前記未走査範囲集合に基づいてエキストラ範囲集合であって、エキストラ範囲集合の各要素が、前記複数のビークルのうち前記少なくとも1つの機能不全に陥って不完全なタスクを実施しているビークルを除く各ビークルについて、前記移動距離に電波到達範囲を乗じたものと、前記未走査の面積との和である、エクストラ範囲集合を決定し、
前記エクストラ範囲集合を前記不完全範囲の面積及び残存能力の面積であって、前記複数のビークルのうち前記少なくとも1つの機能不全に陥って不完全なタスクを実施しているビークルを除く各ビークルについて、前記電波到達範囲と速度と、最大飛行時間であって、前記少なくとも1つの機能不全に陥ったビークルを検出し、ミッションの再計画を行っているタイミング以降の航続時間を示す最大飛行時間とを乗じたものである残存能力の面積と比較して充足度リストを提供する
ように動作可能な充足度能力計算モジュール(214)と、
前記充足度リストに基づいて前記ビークルの中から選択されたビークルを割り当てるように動作可能な選択モジュール(218)と
を含むシステム。 - 前記選択モジュール(218)が、前記不完全範囲の面積についてのタスクの完了に要する時間の最小化、前記不完全範囲の面積についてのタスク及び前記未走査範囲集合についてのタスクの完了に要する時間の最小化、又は前記不完全範囲の面積についてのタスクの完了に要する燃料消費の最小化のうちの少なくとも1つに基づいて、選択されたビークルを割り当てるようにさらに動作可能な、請求項1に記載のシステム。
- 前記充足度リストを充足度リストデータベースモジュールに保存するように動作可能な充足度リストデータベースモジュール(216)をさらに含む、請求項1又は2に記載のシステム。
- 前記ビークルは飛行機及び地上車両を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記ステータスモジュールは、通信モジュールから受信した対応するデータパケットをデコードすることによって、前記各ビークルのステータスを決定するようにさらに動作可能な、請求項1〜4のいずれか一項に記載のシステム。
- ミッション再計画のための方法であって、プロセッサの動作によって実施される該方法は、
リアルタイムで領域探索のための複数のビークルを監視することと、
前記ビークルの中から機能不全に陥って不完全なタスクを実施している少なくとも1つビークルを検出することと、
前記複数のビークルのうち前記少なくとも1つの機能不全に陥って不完全なタスクを実施しているビークルを除く各ビークルの未走査の面積からなる未走査範囲集合を決定することと、
各ビークルのタスク完了位置から前記少なくとも1つの機能不全に陥ったビークルの停止点までの移動距離を計算して移動距離集合を提供することと、
前記移動距離集合及び前記未走査範囲集合に基づいてエクストラ範囲集合であって、エキストラ範囲集合の各要素が、前記複数のビークルのうち前記少なくとも1つの機能不全に陥って不完全なタスクを実施しているビークルを除く各ビークルについて、前記移動距離に電波到達範囲を乗じたものと、前記未走査の面積との和である、エクストラ範囲集合を決定することと、
前記不完全なタスクについて不完全範囲の面積を計算することと、
前記エクストラ範囲集合を前記不完全範囲の面積及び残存能力の面積であって、前記複数のビークルのうち前記少なくとも1つの機能不全に陥って不完全なタスクを実施しているビークルを除く各ビークルについて、前記電波到達範囲と速度と最大飛行時間であって、前記少なくとも1つの機能不全に陥ったビークルを検出し、ミッションの再計画を行っているタイミング以降の航続時間を示す最大飛行時間とを乗じたものである残存能力の面積と比較して充足度リストを提供することと、
前記充足度リストが空でない場合、前記充足度リストに基づいて前記ビークルの中から選択されたビークルを割り当てることと
を含む方法。 - 前記不完全範囲の面積についてのタスクの完了に要する時間の最小化、前記不完全範囲の面積についてのタスク及び前記未走査範囲集合についてのタスクの完了に要する時間の最小化、又は前記不完全範囲の面積についてのタスクの完了に要する燃料消費の最小化のうちの少なくとも1つに基づいて、前記選択されたビークルを割り当てることをさらに含む、請求項6に記載の方法。
- メモリモジュールに含まれる充足度リストデータベースモジュールに前記充足度リストを保存することをさらに含む、請求項6又は7に記載の方法。
- 前記選択されたビークルによって前記不完全なタスクを実施することをさらに含む、請求項6〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記充足度リストが空の場合、前記不完全なタスクをサブタスクに分割すること、前記複数のビークルのうち前記少なくとも1つの機能不全に陥って不完全なタスクを実施しているビークルを除く複数のビークルの中から少なくとも2つの選択されたビークルに前記サブタスクを割り当てること、及び前記少なくとも2つの選択されたビークルによって前記サブタスクを実施することをさらに含む、請求項6〜9のいずれか一項に記載の方法。
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