برنامه‌ریزی مسیر چهاروجهی کارآمد پهپادهای نامتجانس با بهره‌گیری از الگوریتم خوشه‌بندی وفقی در محیط‌های با آنتروپی پیچیده

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر

2 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر - دانشگاه تبریز - تبریز - ایران

3 گروه مهندسی برق دانشکده فنی و مهندسی - دانشگاه شهید مدنی آذربایجان - تبریز - ایران

4 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تبریز، گروه مخابرات.

چکیده

برنامه‌ریزی مسیر پهپادها یکی از موارد حیاتی در عملیات هوایی است که اهمیت زیادی در محیط‌های با آنتروپی پیچیده دارد. با وجود اینکه پهپادها از لحاظ ویژگی‌ها و قابلیت‌ها متفاوت هستند، اما تعامل و هماهنگی آن‌ها در محیط‌های مختلف می‌تواند عملکرد واحدها را بهبود بخشد. در این مطالعه، برنامه‌ریزی مسیر چهاروجهی برای پهپادهای نامتجانس مورد بررسی قرار گرفته است. با بهره‌گیری از الگوریتم‌های پیشرفته خوشه‌بندی وفقی، پهپادها در خوشه‌های مشابه تقسیم‌بندی شده و مسیرهای بهینه برای هر خوشه طراحی می‌شود. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که استفاده از الگوریتم معرفی شده در این مقاله، منجر به کاهش قابل توجه یکی از مهم‌ترین مولفه‌ها در مسیریابی پهپاد‌ها، یعنی نسبت انحراف می‌گردد که نسبت انحراف محاسبه شده در این مقاله در مقایسه با سایر الگوریتم های مسیریابی، نظیر HETRF، HETRF_GA، APPA به ترتیب 1/1%، 52/7%، 73/5% کمتر است. نتایج بدست آمده بیانگر افزایش دقت مسیریابی در مقایسه با سایر روش‌های مذکور می‌باشد و باعث کارآمدی روش ارائه شده در این مقاله می‌گردد. نتایج حاصل از محاسبات و شبیه‌سازی مقاله نشان می‌دهد که برنامه‌ریزی مسیر چهاروجهی کارآمد، می‌تواند زمینه‌ساز عملکرد بهینه و کارآمد پهپادهای نامتجانس در محیط‌های با آنتروپی پیچیده باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Efficient four-dimensional routing planning of heterogeneous drones utilizing the fuzzy clustering algorithm in complex entropy environments

نویسندگان [English]

  • Hamid Sayyadi 1
  • Mahmood Mohassel Feghhi 2
  • Mahmoud Atashbar 3
  • Mahdi Nangir 4
  • Javad sayyadi 1
1 دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
2 Faculty of Electrical and Computer Engineering, ,University of Tabriz, Tabriz, Iran
3 Department of Electrical Engineering , Azarbaijan Shahid Madani University,, Tabriz, Iran,
4 Faculty member of communication department at University of Tabriz.
چکیده [English]

Path planning for drones is one of the critical aspects of aerial operations, which holds significant importance in environments with complex entropy. Despite the differences in features and capabilities of drones, their interaction and coordination in various environments can enhance the performance of units. In this study, quadrilateral path planning for heterogeneous drones has been examined. By utilizing advanced adaptive clustering algorithms, drones are categorized into similar clusters and optimal paths are designed for each cluster. Simulation results indicate that the use of the algorithm introduced in this paper leads to a significant reduction in one of the most important components in drone routing, namely the deviation ratio, with the deviation ratio calculated in this paper being 1.1%, 7.52%, and 5.73% lower compared to other routing algorithms, such as HETRF, GA_HETRF, and APPA, respectively. The optimized results thereby increase routing accuracy compared to the mentioned methods and enhance the efficiency of the method presented in this paper. The results from the calculations and simulations of the paper show that efficient quadrilateral path planning can pave the way for optimal and efficient performance of heterogeneous drones in environments with complex entropy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Heterogeneous drones
  • four-dimensional route planning
  • routing
  • complex environments
  • entropy
  • deviation ratio reduction