Genetic Algorithm-Based Task Assignment for Fleet of Unmanned Surface Vehicles in Dynamically Changing Environment

Show simple item record

dc.contributor.author Dvořák, Miroslav cze
dc.contributor.author Doležel, Petr cze
dc.contributor.author Štursa, Dominik cze
dc.contributor.author Chouai, Mohamed cze
dc.date.accessioned 2024-08-24T07:28:40Z
dc.date.available 2024-08-24T07:28:40Z
dc.date.issued 2023 eng
dc.identifier.issn 0196-9722 eng
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/10195/83806
dc.description.abstract Unmanned vehicles are gaining the attention of professional operators and the general public. The implementation of unmanned vehicles is evident in, among other fields, emergency management, agriculture, traffic monitoring, post-disaster operations, and delivery of goods. Naturally, a group of unmanned vehicles can cooperatively complete operations more proficiently than a single vehicle. However, several issues must be resolved before a stable and reliable group of unmanned vehicles can be generally deployed to solve tasks in civil infrastructures and in industrial facilities. Here, a framework for the guidance of a fleet of unmanned surface vehicles is proposed. The framework utilizes several levels of control, namely Global Planning Level, Local Planning Level, and Low-Level Control. While the individual vehicles are completely autonomous in their operational locomotion and obstacle avoidance (low-level control and local planning), the task assignment for each vehicle (or group of them) is provided by a global planning process, based on the genetic algorithm. The framework provides a concept to solve complex tasks for the fleet of unmanned surface vehicles (USVs). This includes, but is not necessarily limited to, a dynamically changing environment, different types of USVs with special abilities, multiple types of areal restrictions and obstacles, different restrictions for individual USVs, cooperation of multiple USVs to solve their subtasks, energy consumption optimization, etc. The framework can be advantageously applied to tasks such as warehouse logistics, surface maintenance, area exploration, etc. At the end of the study, the application of the framework is presented using a simulated example of cooperative problem solving using six vehicles. eng
dc.format p. 1-18 eng
dc.language.iso eng eng
dc.publisher Taylor & Francis Inc eng
dc.relation.ispartof Cybernetics and Systems, volume 0, issue: 0 eng
dc.rights Práce není přístupná eng
dc.subject Fleet management control system eng
dc.subject fleet of unmanned vehicles eng
dc.subject genetic algorithm eng
dc.subject global planning eng
dc.subject Systém řízení vozového parku cze
dc.subject vozový park bezpilotních vozidel cze
dc.subject genetický algoritmus cze
dc.subject globální plánování cze
dc.title Genetic Algorithm-Based Task Assignment for Fleet of Unmanned Surface Vehicles in Dynamically Changing Environment eng
dc.title.alternative Přidělování úkolů na základě genetického algoritmu pro flotilu bezpilotních pozemních vozidel v dynamicky se měnícím prostředí cze
dc.type article eng
dc.description.abstract-translated Bezpilotní vozidla si získávají pozornost profesionálních provozovatelů i široké veřejnosti. Nasazení bezpilotních vozidel je patrné mimo jiné v oblasti krizového řízení, zemědělství, monitorování dopravy, operací po katastrofách a doručování zboží. Je přirozené, že skupina bezpilotních vozidel může kooperativně provádět operace efektivněji než jediné vozidlo. Než však bude možné stabilní a spolehlivou skupinu bezpilotních vozidel obecně nasadit k řešení úkolů v civilní infrastruktuře a v průmyslových zařízeních, je třeba vyřešit několik otázek. Zde je navržen rámec pro řízení flotily bezpilotních pozemních vozidel. Rámec využívá několik úrovní řízení, a to globální úroveň plánování, místní úroveň plánování a řízení na nízké úrovni. Zatímco jednotlivá vozidla jsou zcela autonomní při své operativní lokomoci a vyhýbání se překážkám (řízení na nízké úrovni a místní plánování), zadávání úkolů pro každé vozidlo (nebo jejich skupinu) zajišťuje proces globálního plánování založený na genetickém algoritmu. Tento rámec poskytuje koncepci řešení komplexních úloh pro flotilu bezpilotních povrchových vozidel (USV). To zahrnuje mimo jiné dynamicky se měnící prostředí, různé typy USV se speciálními schopnostmi, více typů areálových omezení a překážek, různá omezení pro jednotlivá USV, spolupráci více USV při řešení jejich dílčích úkolů, optimalizaci spotřeby energie. cze
dc.peerreviewed yes eng
dc.publicationstatus postprint eng
dc.identifier.doi 10.1080/01969722.2023.2240645 eng
dc.relation.publisherversion https://www.tandfonline.com/doi/permissions/10.1080/01969722.2023.2240645?scroll=top eng
dc.project.ID SGS_2023_016/Výzkum a vývoj nových algoritmů, postupů a metod v oblasti detekce, lokalizace, identifikace a klasifikace objektů využitím strojového učení a prvků umělé inteligence pro oblast radarové techniky, dopravy a výrobních technologií eng
dc.identifier.wos 001034601500001 eng
dc.identifier.scopus 2-s2.0-85165896795 eng
dc.identifier.obd 39889433 eng


This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search DSpace


Advanced Search

Browse

My Account