У статті розглянуто задачу оптимізації розміщення сенсорів в гібридних системах позиціювання, що функціонують в умовах динамічних виробничих середовищ. Сучасні промислові об’єкти характеризуються змінною структурою, наявністю мобільних елементів, складною топологією та обмеженнями щодо встановлення обладнання, що обумовлює потребу в ефективних підходах до проєктування систем позиціонування. Метою дослідження є розробка методу та алгоритму розміщення сенсорів (якорів) на промислових об`єктах з урахуванням критичності окремих зон майданчика, що надає можливість забезпечити необхідну точність позиціювання при мінімальних витратах на обладнання. Запропоновано методологію створення гібридних систем позиціювання, що ґрунтується на зонуванні простору промислового об`єкта та використанні фрагментарних структур. Для забезпечення необхідної точності та надійності, врахування просторових та економічних критеріїв використано метаевристичний еволюційний алгоритм, який надає можливість отримати субоптимальне рішення. Алгоритм реалізовано з використанням жадібної стратегії та подальшої адаптації популяції на основі мутацій та відбору. Метод дає змогу враховувати конфігурацію майданчика, технічні обмеження радіусів дії технологій позиціювання та вимоги до щільності покриття. Розглянуто способи дискретизації майданчика на полігони, що можуть бути задані геометричними фігурами. Новизна дослідження полягає у розробці методу розміщення сенсорів (якорів) на промислових об`єктах з урахуванням критичності окремих зон промислового майданчика, що надає можливість створювати гібридні системи та інтегрувати різні технології. Практична цінність полягає у розробці алгоритму оптимізації розміщення сенсорів для проєктування систем позиціонування на динамічних об’єктах зі складною структурою — зокрема, у будівництві, логістиці та промисловості. Подальші дослідження передбачають розширення можливостей використання методу за рахунок врахування масштабування об’єктів, порівняння різних метаевристичних стратегій оптимізації.
[1] Moreno-Salinas D., Pascoal A.M., Aranda J. Optimal Sensor Placement for Multiple Target Positioning with Range-Only Measurements in Two-Dimensional Scenarios // Sensors. — 2013. — Vol. 13, No. 8. — P. 10674–10710. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://doi.org/10.3390/s130810674
[2] Wang Y., Ma S., Li X. Spatial Positioning Method Based on Range-Only Measurement of Multi-Station Radar // Heliyon. — 2023. — Vol. 9, Issue 12. — Article e21193. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e21193
[3] Crespillo M., González-García C., Elosegui P., de Vicente P. Sensor Placement in an Irregular 3D Surface for Improving Localization Accuracy // Sensors. — 2023. — Vol. 23, No. 14. — Article 6316. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://doi.org/10.3390/s23146316
[4] Moreno-Salinas D., Aranda J., Pascoal A.M. Genetic Algorithm to Solve Optimal Sensor Placement for Underwater Vehicle Localization // Sensors. — 2022. — Vol. 22, No. 20. — Article 7655. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://doi.org/10.3390/s22207655
[5] Shahmansoori A., Chorti A., Poor H.V. Stealthy Optimal Range-Sensor Placement for Target Localization // arXiv preprint. — 2023. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://arxiv.org/abs/2412.04316
[6] Goldberg D. E. Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning. — Addison-Wesley, 1989. — 412 p.
[7] Deb K. Multi-objective Optimization Using Evolutionary Algorithms. — Wiley, 2001. — 528 p.
[8] I. V. Kozin, Fragment structures and evolutionary algorithms, in: O. Kiselyova (Ed.), Problems of applied mathematics and mathematical modeling: Collection of scientific works, Oles Honchar Dnipropetrovsk National University, 2008, pp. 138–146. ISSN 2074-5893.
[9] I. V. Kozin, N. K. Maksyshko, V. A. Perepelitsa, Fragmentary structures in discrete optimization problems 53 (2017) 931–936. doi:10.1007/s10559-017-9995-6.
[10] I. V. Kozin, S. I. Polyuga, On properties of fragmentary structures (2012) 99–106. URL: https: //web.znu.edu.ua/herald//issues/2012/mat-1-2012/099-106.pdf