Оптимізація траєкторії руху датчиків з урахуванням важливості ділянок території моніторингу та ймовірності виявлення об’єктів
Due to the widespread use of sensors in data collection and processing, one of the key criteria is the amount of information accumulated and energy efficiency. While monitoring the territory, the movement of research objects is common. As a result there is a change in the probability of their detect...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/22 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Problems of Control and Informatics |
Institution
Problems of Control and Informatics| id |
oai:ojs2.jais.net.ua:article-22 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Problems of Control and Informatics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-03-13T09:51:03Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
моніторинг сенсор оптимальна траєкторія енергоефективність важливість зон ймовірність виявлення об’єктів |
| spellingShingle |
моніторинг сенсор оптимальна траєкторія енергоефективність важливість зон ймовірність виявлення об’єктів Petrivskyi, Yaroslav B. Petrivskyi, Volodymyr Ya. Shevchenko, Viktor L. Sinitsyn, Igor P. Оптимізація траєкторії руху датчиків з урахуванням важливості ділянок території моніторингу та ймовірності виявлення об’єктів |
| topic_facet |
моніторинг сенсор оптимальна траєкторія енергоефективність важливість зон ймовірність виявлення об’єктів monitoring sensor optimal trajectory energy efficiency zones importance objects detection probability |
| format |
Article |
| author |
Petrivskyi, Yaroslav B. Petrivskyi, Volodymyr Ya. Shevchenko, Viktor L. Sinitsyn, Igor P. |
| author_facet |
Petrivskyi, Yaroslav B. Petrivskyi, Volodymyr Ya. Shevchenko, Viktor L. Sinitsyn, Igor P. |
| author_sort |
Petrivskyi, Yaroslav B. |
| title |
Оптимізація траєкторії руху датчиків з урахуванням важливості ділянок території моніторингу та ймовірності виявлення об’єктів |
| title_short |
Оптимізація траєкторії руху датчиків з урахуванням важливості ділянок території моніторингу та ймовірності виявлення об’єктів |
| title_full |
Оптимізація траєкторії руху датчиків з урахуванням важливості ділянок території моніторингу та ймовірності виявлення об’єктів |
| title_fullStr |
Оптимізація траєкторії руху датчиків з урахуванням важливості ділянок території моніторингу та ймовірності виявлення об’єктів |
| title_full_unstemmed |
Оптимізація траєкторії руху датчиків з урахуванням важливості ділянок території моніторингу та ймовірності виявлення об’єктів |
| title_sort |
оптимізація траєкторії руху датчиків з урахуванням важливості ділянок території моніторингу та ймовірності виявлення об’єктів |
| title_alt |
Optimization of the trajectory of sensors motion taking into account the importance of the areas of the monitoring area segments and the probability of detection of objects |
| description |
Due to the widespread use of sensors in data collection and processing, one of the key criteria is the amount of information accumulated and energy efficiency. While monitoring the territory, the movement of research objects is common. As a result there is a change in the probability of their detection in the segment of the territory. Also, segments may be of varying importance. Taking these factors into account will significantly increase the amount of information accumulated. The article presents a method of constructing the optimal trajectory of sensors motion taking into account the importance of territory segments and the probability of detection of objects. The method is based on the representation of distribution of the probability of detection of objects and the importance of territory segments in the form of layers and their integration into a layer of the probable value of detected objects. Seven classes of the probable value of detected objects with corresponding numerical and graphical equivalents are considered. As optimal trajectory of sensors motion the trajectory which provides minimum energy expenditure is meant. Energy efficiency is achieved by constructing a trajectory of minimum length as a solution to the salesman’s problem. The set of points at which the trajectory is built is formed on the basis of the layer of the probable value of the detected objects after the procedure of replacing the nodes. A separate node replacement class, or superposition of node replacement classes, is proposed for each class of probable value of detected objects. Replacement of five, three and two nodes is described. A genetic algorithm with modification of crossing and selection rules was used to find a solution to this problem. A set of trajectories is constructed using the proposed algorithm. The analysis of the obtained results confirmed the efficiency of the developed method and allowed to increase the energy efficiency when covering a given area by 76 %. |
| publisher |
V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/22 |
| work_keys_str_mv |
AT petrivskyiyaroslavb optimizationofthetrajectoryofsensorsmotiontakingintoaccounttheimportanceoftheareasofthemonitoringareasegmentsandtheprobabilityofdetectionofobjects AT petrivskyivolodymyrya optimizationofthetrajectoryofsensorsmotiontakingintoaccounttheimportanceoftheareasofthemonitoringareasegmentsandtheprobabilityofdetectionofobjects AT shevchenkoviktorl optimizationofthetrajectoryofsensorsmotiontakingintoaccounttheimportanceoftheareasofthemonitoringareasegmentsandtheprobabilityofdetectionofobjects AT sinitsynigorp optimizationofthetrajectoryofsensorsmotiontakingintoaccounttheimportanceoftheareasofthemonitoringareasegmentsandtheprobabilityofdetectionofobjects AT petrivskyiyaroslavb optimízacíâtraêktorííruhudatčikívzurahuvannâmvažlivostídílânokteritoríímonítoringutajmovírnostíviâvlennâobêktív AT petrivskyivolodymyrya optimízacíâtraêktorííruhudatčikívzurahuvannâmvažlivostídílânokteritoríímonítoringutajmovírnostíviâvlennâobêktív AT shevchenkoviktorl optimízacíâtraêktorííruhudatčikívzurahuvannâmvažlivostídílânokteritoríímonítoringutajmovírnostíviâvlennâobêktív AT sinitsynigorp optimízacíâtraêktorííruhudatčikívzurahuvannâmvažlivostídílânokteritoríímonítoringutajmovírnostíviâvlennâobêktív |
| first_indexed |
2025-10-30T02:48:30Z |
| last_indexed |
2025-10-30T02:48:30Z |
| _version_ |
1847373343411404800 |
| spelling |
oai:ojs2.jais.net.ua:article-222024-03-13T09:51:03Z Optimization of the trajectory of sensors motion taking into account the importance of the areas of the monitoring area segments and the probability of detection of objects Оптимізація траєкторії руху датчиків з урахуванням важливості ділянок території моніторингу та ймовірності виявлення об’єктів Petrivskyi, Yaroslav B. Petrivskyi, Volodymyr Ya. Shevchenko, Viktor L. Sinitsyn, Igor P. моніторинг сенсор оптимальна траєкторія енергоефективність важливість зон ймовірність виявлення об’єктів monitoring sensor optimal trajectory energy efficiency zones importance objects detection probability Due to the widespread use of sensors in data collection and processing, one of the key criteria is the amount of information accumulated and energy efficiency. While monitoring the territory, the movement of research objects is common. As a result there is a change in the probability of their detection in the segment of the territory. Also, segments may be of varying importance. Taking these factors into account will significantly increase the amount of information accumulated. The article presents a method of constructing the optimal trajectory of sensors motion taking into account the importance of territory segments and the probability of detection of objects. The method is based on the representation of distribution of the probability of detection of objects and the importance of territory segments in the form of layers and their integration into a layer of the probable value of detected objects. Seven classes of the probable value of detected objects with corresponding numerical and graphical equivalents are considered. As optimal trajectory of sensors motion the trajectory which provides minimum energy expenditure is meant. Energy efficiency is achieved by constructing a trajectory of minimum length as a solution to the salesman’s problem. The set of points at which the trajectory is built is formed on the basis of the layer of the probable value of the detected objects after the procedure of replacing the nodes. A separate node replacement class, or superposition of node replacement classes, is proposed for each class of probable value of detected objects. Replacement of five, three and two nodes is described. A genetic algorithm with modification of crossing and selection rules was used to find a solution to this problem. A set of trajectories is constructed using the proposed algorithm. The analysis of the obtained results confirmed the efficiency of the developed method and allowed to increase the energy efficiency when covering a given area by 76 %. У зв’язку з поширенням використання датчиків у задачах збору та обробки даних одними із ключових критеріїв є об’єм накопиченої інформації та енергоефективність. Під час моніторингу території поширений рух об’єктів дослідження, в результаті можлива зміна ймовірності їх виявлення у ділянці території. Також ділянки території можуть бути різної важливості. Врахування даних факторів суттєво збільшить кількість накопиченої інформації. Представлено метод побудови оптимальної траєкторії руху датчиків з урахуванням важливості ділянок території та ймовірності виявлення об’єктів. Метод ґрунтується на представленні розподілу ймовірності виявлення об’єктів та важливості ділянок території у вигляді шарів та їх об’єднання у шар ймовірної цінності виявлених об’єктів. Розглянуто сім класів ймовірної цінності виявлених об’єктів з відповідними числовими та графічними еквівалентами. Під оптимальною траєкторією розглядаємо траєкторію руху датчика, що забезпечує мінімальні енерговитрати. Енергоефективність досягається шляхом побудови траєкторії мінімальної довжини. Задача побудови траєкторії мінімальної довжини, що проходить всі задані точки, знаходиться як розв’язок задачі комівояжера. Набір точок, за якими будується траєкторія, формується на основі шару ймовірної цінності виявлених об’єктів після проведення процедури заміни вузлів. Для кожного класу ймовірної цінності виявлених об’єктів запропоновано окремий клас заміни вузлів або суперпозицію класів їх заміни. Описано заміну п’яти, трьох та двох вузлів. Для пошуку розв’язку представленої задачі використано генетичний алгоритм з модифікацією правил схрещування та селекції. З використанням запропонованого алгоритму побудовано сімейство траєкторій. Аналіз отриманих результатів підтвердив ефективність розробленого методу та дозволив збільшити енергоефективність при покритті конкретної території на 76 %. V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine 2023-08-24 Article Article application/pdf https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/22 10.34229/2786-6505-2022-2-1 Міжнародний науково-технічний журнал "Проблеми керування та інформатики"; Том 67 № 2 (2022): Міжнародний науково-технічний журнал "Проблеми керування та інформатики"; 6-21 International Scientific Technical Journal "Problems of Control and Informatics; Том 67 № 2 (2022): International Scientific Technical Journal "PROBLEMS OF CONTROL AND INFORMATICS"; 6-21 International Scientific Technical Journal "Problems of Control and Informatics"; Vol. 67 No. 2 (2022): International Scientific Technical Journal "PROBLEMS OF CONTROL AND INFORMATICS"; 6-21 2786-6505 2786-6491 10.34229/2786-6505-2022-2 uk https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/22/201 Copyright (c) 2023 Yaroslav B. Petrivskyi , Volodymyr Ya. Petrivskyi , Viktor L. Shevchenko , Igor P. Sinitsyn https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |