A rotary wing aircraft, so that can be vertical takeoff and landing, it is suitable for the transporting goods in the downtown area and the mountainous area. In particular, a plurality of aircraft are possible to transport a freight, which exceeds the load capacity of each aircraft, in slung load form. As the use of un-manned aircraft is getting diverse, and private usage of UAV increases, the research for the multi-agents task assignment of unmanned cargo transport system is required.
This work specifies the task unit as a cargo transport by defining the task tuples, and formulate the multiple cooperative task assignment (MCTA) problem as a utility optimal problem. In addition, the thesis expressed the task assignment of the multiple agents load transport system as the MCTA problem that the initiation of the task is constrained by the critical agents.
For the task assignment of the multiple agents load transport system, this thesis proposed a group buying algorithm based on the sequential greedy algorithm. The group buying algorithm has a particular property, which is different from the original sequential greedy algorithm, of being more robust to the impact of the winner’s curse by running the market to maximize the utilities of the critical agents of each task. For the two common problem that can be held in the group buying algorithm, the incentive strategy for resolving the over concentration problem and the additional algorithm for resolving the cross deployment are consid-ered.
To obtain the optimal task assignment for the performance analysis, a complete enumeration method that visits all feasible solution and finds the optimal solution is made. Then the cross deployment problem that can occurs when the MCTA is constrained on the initiation of the task by the critical agent is defined mathematically, and proposed an algorithm that can inspect whether the given path is cross-deployed or not.
The author conducted the Monte-Carlo Simulation and the analysis for the specific case of example, in order to convince the sub-optimality and the polynomial time property of the group buying algorithm from it. In addition, the applicability of the group buying algorithm is shown by conducting the dynamic simulation for the load transport mission.
회전익 항공기는 수직 이착륙이 가능하므로, 도서 산간 지방이나 도심지에서의 화물 수송에 적합하다. 특히, 현수 화물 형태의 운송으로 자신의 한계 화물 하중을 초과하는 화물을 여러 기체가 협업하여 운송할 수 있다. 무인 항공기 사용이 다변화 되고, 민간의 활용이 증가함에 따라 다수 무인기 화물 운송 시스템의 임무 할당을 위한 연구가 필요하다.
본 논문에서는 임무 요소를 정의함으로써 임무 단위를 화물 운송 단위로 구체화 하고, 다중 무인기의 협업 임무 할당 문제를 효용함수의 최대화 문제로 정식화 한다. 그리고 다수 무인기의 화물운송을 위한 임무할당 문제를 여러대의 무인기가 다중 협업하는 임무에서 중요 무인기에 의한 임무 시작 구속의 제한 조건을 받는 문제로 표현 한다.
다수 무인기의 화물 운송 시스템의 임무 할당을 위해서, 순차탐욕알고리듬에 기초한 공동구매 알고리즘을 제시하였다. 공동 구매 알고리듬은 기존의 순차 탐욕 알고리듬과 달리, 각 임무의 중요 무인기의 효용을 최대화 하도록 시장을 운영하여, 승리자의 저주에 의한 손실에 더 강인하도록 하는 것이 특징이다. 공동 구매 알고리듬에서 발생할 수 있는 과잉 집중 현상을 해결하기 위해 인센티브 전략과, 교차 배치 해소를 위한 추가적인 알고리듬이 고려되었다.
성능 분석을 위한 최적해를 구하기 위해, 완전 열거법을 이용하여 모든 가능한 해를 열어보고 최적의 해를 찾는 방법을 구성하였다. 또 다중 협업 임무에서 중요 무인기에 의한 구속이 존재하면 발생할 수 있는 교차 배치 문제를 수학적으로 정의하였으며, 주어진 경로 계획이 교차배치 되었는가를 검출하기 위한 알고리듬을 제시하였다.
몬테 카를로 시뮬레이션과 개별 경우에 대한 분석을 수행 하였으며, 이를 통해 공동구매 알고리듬의 준 최적성과, 다항 다항시간특성 등을 확인하였다. 또한, 화물 운송임무에 대한 동적 시뮬레이션을 수행하여 공동구매 알고리듬의 응용성을 확인하였다.
