ОЦІНКА ПОДІБНОСТІ СИТУАЦІЙ В СЦЕНАРНО-ПРЕЦЕДЕНТНИХ СИСТЕМАХ УПРАВЛІННЯ: ПРОСТОРОВІ МІРИ

Анотація

У статті розглянуто питання оцінки просторової подібності ситуацій в сценарно-прецедентних системах управління великими групами безпілотних апаратів. Досліджено існуючі підходи обчислювальної геометрії до визначення мір просторової подібності, проведено аналіз їх особливостей. Запропоновано теоретичний підхід до оцінювання просторової подібності, що заснований на поданні просторових конфігурацій у вигляді шаблонів та застосуванні мір несхожості, які визначають ступінь їх розбіжності, зворотний до ступеня подібності. Запропоновано дискретизовану просторову модель, основою якої є куля з нескінченим радіусом та кутова система координат. На основі просторової моделі побудовано нелінійну м’яку топологію відкритої кулі, яку застосовано для подальшого визначення несхожості шляхом вимірювання метричної відстані між топологією шаблону та топологією зразка. Використано метод оцінки об’єму симетричної різниці шаблонів. Запропонований метод є інваріантним до можливих перетворень шаблонів за допомогою обертання або масштабування, що зберігають об'єм. Враховано наявність зон, що розбивають просторову конфігурацію відповідно до ступеня впливу з міркувань безпеки руху. Враховано часткову просторову схожість щодо вкладених або підпорядкованих частин просторової конфігурації. Запропонований метод може використовуватися для визначення ступеня подібності просторових шаблонів, поданих у вигляді топологій, безвідносно до конкретного класу цих топологій, використовуючи операції віднімання топології. Результати дослідження дозволяють використовувати сценарно-прецедентний підхід при вирішенні важкоформалізованих задач управління великими групами безпілотних апаратів.

 Ключові слова: міра подібності, просторова подібність, просторова модель, м’яка топологія, шаблон, об’єм симетричної різниці.