Применение эволюционного алгоритма "серого волка" для решения задачи оптимального мониторинга местности группой роботов

Рассматривается задача оптимального мониторинга местности с помощью группы мобильных роботов. В задаче заданы местность с препятствиями и случайно расположенные метки на территории. Объекты управления имеют области просмотра. Необходимо найти оптимальное управление, которое позволит покрыть областями просмотра роботов наибольшее количество меток за заданное время или покрыть все метки за минимальное время. Дополнительно в контролируемой области находятся препятствия, которые не позволяют обеспечить движение роботов по пути минимальной длины. Для решения задачи использован эволюционный алгоритм серого волка. Предложены два подхода к поиску оптимального управления на основе эволюционного алгоритма: прямой поиск и двухэтапный поиск так называемого синтезированного оптимального управления. Представлены результаты решения задачи с помощью обоих подходов.

Application of the Evolutionary Algorithm of "Gray Wolf" to Solve the Problem of Optimal Area Monitoring by a Group of Robots

The optimal area monitoring by a group of mobile robots is considered. In the task, an area with obstacles is specified and randomly placed marks are set on the area. We assume that control objects have viewing fields. It is necessary to find such optimal control that will allow covering for a given time the greatest number of the placed marks by the robots viewing fields or covering all marks in the minimum time. In addition, in the controlled area there are obstacles that prevent robots from moving along the path of minimum length. To solve the problem, the evolutionary algorithm of the “gray wolf” is used. Two approach-es of using of the “gray wolf” algorithm are proposed: direct search and two-stage search for the so-called synthesized optimal control. The results of solving the problem using both approaches are presented.