Ubemandede luftfartøjer

Ubemandede luftfartøjer, eller UAV'er, bruges i stigende grad til opgaver, der er for vanskelige eller farlige for folk at udføre. Men bedre kontrol og kommunikation mellem grupper af UAV'er med samme opgave er stadig nødvendig, siger eksperter.

Yan Wan, lektor i elektroteknik ved University of Texas i Arlington, arbejder på at løse denne udfordring ved at designe kontrol- og kommunikationssystemer sammenhængende. Hendes forskning, for nylig udgivet i IEEE -transaktioner om kontrol af netværkssystemer , er en del af et National Science Foundation Faculty Early Career Development Program, eller KARRIERE, tilskud, hun modtog i 2015.

Wan undersøgte netværksløsninger, der fungerer bedst for flere UAV'er, der forsøger at nå et enkelt mål med begrænsede fysiske ressourcebegrænsninger. Mens nuværende kontrolalgoritmer antager, at kommunikation mellem køretøjer er til stede, det er ikke altid tilfældet, fordi kommunikationskrav ikke tages i betragtning ved design af kontrolelementer, hun sagde.

"En vigtig faktor for vellykket design af fjernstyrede netværksstyringssystemer er mængden af ​​gennemstrømning, der dirigeres gennem kommunikationssiden, "Sagde Wan." Et design, der kræver høj kapacitet, hvis den ikke mødes i et ufuldkommen kommunikationsmiljø, kan føre til tab af kontrolsignaler og fejl i kontrolopgaver.

"Vi fandt ud af, at lagdelte strukturer, hvor flere grupper af UAVS kommunikerer med hinanden gennem gruppeledere, er meget lovende at kontrollere netværksbaserede UAV'er, "fortsatte hun." Vi beviste, at sådanne strukturer kan reducere kommunikationsgennemstrømningen betydeligt og samtidig muliggøre en effektiv udførelse af distribuerede kontrolopgaver. "

Wans forskning, mens den stadig er i de teoretiske faser, kunne have indflydelse på design af fremtidige ubemandede køretøjsnet - endda potentielt, virkelig autonome UAV'er, der fungerer uden menneskelige controllere. At forstå, hvordan man opbygger netværk, der overvejer både kontrol- og kommunikationsbehov, ville øge effektiviteten, reducere gennemløbskrav og forbedre netværksadministrationsfunktioner.

Wan er også teamleder på $ 998, 803 tilskud fra National Science Foundation til at udvikle en netværksbaseret luftbåren computerplatform til flere ubemandede luftsystemer. Når den er færdig, platformen vil være tilgængelig for forskere og muliggøre brug af netværksbaserede UAV'er til civile applikationer såsom intelligent transport, nødberedskab, infrastrukturovervågning og landbrug.

Forskningen er et eksempel på UTAs arbejde med datadrevet opdagelse, et af temaerne i universitetets strategiplan 2020, sagde Jonathan Bredow, formand for Elektroteknikafdelingen.

"Ubemandede luftfartøjer har mange potentielle anvendelser, "sagde han." Jo mere vi kan øge effektiviteten og sikkerheden gennem bedre kontrol, jo mere fleksibilitet vil vi have i deres brug. Dr. Wans forskning vil bidrage til at gøre dette muligt i den nærmeste fremtid. "