Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
11
1
gregorian
2017
2
1
16
12
online
1
fulltext
fa
جایابی و پوشش بهینه رباتهای حسگر در فضای سهبعدی برداری بر مبنای جستجوی فراکتال
Optimal Deployment and Coverage of Robotic Sensors in 3D Vector Spaces based on Fractal Search
مسئله جایابی رباتهای حسگر با بیشینه پوشش یکی از مراحل اصلی امکانسنجی و توسعه زیرساختهای ارتباطی و سامانههای پایش محیطی است. در این تحقیق، به طراحی و پیشنهاد یک رهیافت جدید بهمنظور جایابی حسگرهای رباتیک با بیشینه پوشش در فضای سهبعدی برداری پرداخته میشود. بدین منظور، نخست یک رویکرد هندسی جدید بهمنظور محاسبه نواحی تحت پوشش هر حسگر ارائه شده است. بهمنظور بیشینهسازی میزان پوشش شبکه رباتها از الگوریتم جدید جستجوی فراکتال بهرهگیری شد. این الگوریتم جمعیت مبنای تکاملی بر اساس پدیده رشد فراکتالهای تصادفی ارائه گردیده و از عملکرد مستحکمی در رویارویی با مسائل مقید و نامقید بهینهسازی برخوردار است. سپس با طراحی چندین سناریوی کاربردی با لحاظ محدودیتهای مکانی، کارایی و عملکرد الگوریتم جستجوی فراکتال با سایر الگوریتمها بر اساس میزان استحکام، زمان اجرا، کیفیت پوشش، نرخ همگرایی و آزمون آماری ویلکاکسون مقایسه شد. ارزیابی جامع و تحلیل نتایج بهدستآمده نشاندهنده عملکرد برتر رویکرد جدید به کمک الگوریتم جستجوی فراکتال جهت بیشینهسازی پوشش در فضای سهبعدی برداری است. رویکرد پیشنهادی قادر است با بهترین سرعت همگرایی و دقت محاسباتی و آماری، جایابی و پوشش بهینه رباتها را محاسبه نماید.
The robotic sensor deployment task to achieve maximum converge is one of the main phases in feasibility studies and development of communication infrastructures and environment monitoring systems. In this article, a new approach is proposed to treat the maximum coverage in 3D vector spaces. For this purpose, a new geometric strategy is first presented to compute the area covered by an individual sensor. To maximize the coverage of the robotic network, the fractal search algorithm was employed. This population-based evolutionary algorithm has been proposed based on the growth of the random fractal and demonstrates a robust performance in tackling constrained and unconstrained optimization problems. Then, based on several scenarios and by considering spatial constraints, the efficiency of the fractal search optimizer was compared with other methods in terms of robustness, running time, quality of the coverage results, convergence rate, as well as the statistical test of Wilcoxon. The comprehensive assessment and analysis of the results certify better performance of the proposed approach to maximize the coverage in 3D vector spaces. The proposed approach can obtain the optimal deployment and coverage of the robots by the best convergence rate and computational and statistical precision.
الگوریتم جستجوی فراکتال,حسگر رباتیک,جایابی,پوشش,فضای برداری
Fractal Search,Robotic sensor,Deployment,Coverage,Vector space
617
628
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-6690&slc_lang=fa&sid=15
Ali Asghar
Heidari
علی اصغر
حیدری
100319475328460065804
100319475328460065804
No
دانشجوی دکترای سیستم اطلاعات مکانی، دانشکده مهندسی نقشهبرداری و اطلاعات مکانی، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران، تهران
Farid
Karimipour
فرید
کریمی پور
100319475328460065803
100319475328460065803
Yes
استادیار دانشکده مهندسی نقشه برداری و اطلاعات مکانی