1 Các mô hình di động nhóm đơn giản [12]
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.26 MB, 105 trang )
22
b(t+1) = b(t)e
1
1
2
+ ( 1 (e ) )r
(2.1)
với τ điều chỉnh tốc độ thay đổi từ vị trí trước đó đến vị trí mới (nghĩa là τ nhỏ tương
ứng sự thay đổi lớn) và r là biến ngẫu nhiên Gauss có phương sai σ. Nhưng nó không
dễ để tạo nên mẫu chuyển động bằng cách lựa chọn các giá trị thích hợp cho (τ,σ).
Những mô hình sau đây sẽ cải thiện những thiếu sót này.
2.1.2 Mô hình di động theo hàng
Mô hình di động theo hàng chứng tỏ rất hữu ích cho những mục đích tìm kiếm
và quét. Mô hình này biểu diễn một tập các MN tạo thành một hàng và chuyển động
đều lên phía trước theo một hướng cụ thể (ví dụ một hàng các chiến sĩ hành quân tiến
về phía quân thù). Một sự thay đổi nhỏ của mô hình cho phép các MN riêng lẻ theo kịp
lẫn nhau sau một MN khác (ví dụ một nhóm các em nhỏ đi vào/ra lớp theo một hàng
dài có lớp trưởng dẫn đầu).
Để thực hiện mô hình này, một đường kẻ tham khảo (tạo thành một hàng các
MN) được xác định. Mỗi MN được đặt trong mối liên hệ với những điểm chuẩn của nó
trên đường kẻ; sau đó MN được phép di chuyển ngẫu nhiên xung quanh điểm chuẩn
của nó (hình 2.1) [11].
Điểm chuẩn mới cho MN được xác định như sau:
điểm_chuẩn_mới = điểm_chuẩn_cũ + vec-tơ_quay
với điểm_chuẩn_cũ là điểm chuẩn trước đó của MN và vec-tơ_quay là độ dịch được
xác định trước để di chuyển đường kẻ tham khảo. Độ dịch này được tính thông qua
khoảng cách ngẫu nhiên và góc ngẫu nhiên (giữa 0 và π, vì sự di chuyển chỉ có tiến về
phía trước). Vì độ dịch đều dùng cho tất cả các MN, nên đường kẻ là một đường 1-D.
23
Hình 2.1 - Sự di chuyển của 3 MN dùng mô hình di động theo hàng.
2.1.3 Mô hình di động nhóm du cư
Xuất phát từ thực tế của xã hội cổ xưa khi dân du mục di chuyển từ nơi này sang
nơi khác, mô hình di động nhóm du cư biểu diễn nhóm các MN cùng nhau di chuyển từ
điểm này đến điểm khác. Với mỗi nhóm, từng MN duy trì một “không gian” của riêng,
và trong “không gian” đó nó di chuyển ngẫu nhiên. Ngày nay, nhiều ứng dụng tồn tại
theo loại kịch bản này. Ví dụ, một lớp học đi thăm viện bảo tàng. Lớp học sẽ di chuyển
từ nơi này đến nơi khác, nhưng mỗi học sinh trong lớp sẽ đi xung quanh một vị trí
riêng biệt tại đó.
Trong mô hình này, mỗi MN sử dụng một mô hình di động đơn lẻ (chẳng hạn
như mô hình di động bước ngẫu nhiên) để di chuyển xung quanh một điểm chuẩn. Khi
điểm chuẩn thay đổi, tất cả các MN di chuyển tới vùng mới được xác định theo điểm
chuẩn (xem 2.1.2) và lại bắt đầu di chuyển quanh điểm chuẩn mới. Hình 2.2 minh hoạ
một ví dụ cho mô hình này với 7 MN.
24
Hình 2.2 - Sự di chuyển của 7 MN dùng mô hình di động nhóm du cư.
Các MN trong mô hình di động nhóm du cư cùng chia sẻ chung điểm chuẩn,
ngược hẳn với điểm chuẩn đơn lẻ trong mô hình một hàng. Vì vậy, ta mong đợi các
MN ít ràng buộc hơn. Ví dụ, trong mô hình di động theo hàng, các MN có thể chỉ di
chuyển khoảng 2 giây trước khi thay đổi chiều và vận tốc; nhưng trong mô hình di
động nhóm du cư, các MN có thể được phép di chuyển 60 giây trước khi thay đổi chiều
và vận tốc [11].
2.1.4 Mô hình di động truy đuổi
Như tên của nó, mô hình di động truy đuổi cố gắng biểu diễn các MN dò theo
một mục tiêu cụ thể. Ví dụ, mô hình này có thể biểu diễn các nhân viên cảnh sát cố
gắng bắt một tù nhân trốn thoát. Mô hình gồm một phương trình cập nhật vị trí mới cho
mỗi MN:
vị trí_mới = vị trí_cũ + gia tốc (đích - vị trí_cũ) + vec-tơ_quay
với gia tốc (đích - vị trí_cũ) là thông tin di chuyển của MN bị truy đuổi và vec-tơ_quay
là độ dịch ngẫu nhiên cho mỗi MN. Giá trị vec-tơ_quay thu được thông qua một mô
hình di động đơn lẻ (ví dụ: mô hình bước ngẫu nhiên RWM). Số bước ngẫu nhiên cho
25
mỗi MN bị giới hạn với yêu cầu duy trì hiệu quả dò theo MN đang bị truy đuổi. Vị trí
hiện tại của một MN, một vec-tơ ngẫu nhiên, và gia tốc được kết hợp để tính vị trí tiếp
theo của MN. Hình 2.3 đưa ra một minh hoạ với 6 MN di chuyển theo mô hình di động
truy đuổi.
Node trắng biểu diễn node đang bị truy đuổi và các node đen biểu diễn các node
đang truy đuổi.
Hình 2.3 - Sự di chuyển của 6 MN dùng mô hình di động truy đuổi.
2.2
Mô hình di động nhóm điểm chuẩn - RPGMM
RPGMM biểu diễn sự chuyển động ngẫu nhiên của một nhóm các MN cũng như
chuyển động ngẫu nhiên của từng MN đơn lẻ trong nhóm. Những sự di chuyển của
nhóm dựa trên một đường đi mà điểm trung tâm hay di chuyển trên đường đi này.
Điểm trung tâm của nhóm có thể được xác định trước hoặc hoàn toàn ngẫu nhiên.
Điểm trung tâm dùng để tính chuyển động của nhóm thông qua vec-tơ chuyển động
nhóm GM . Sự di chuyển của điểm trung tâm hoàn toàn đặc trưng cho sự di chuyển của
nhóm các MN, gồm cả chiều và vận tốc. Các MN đơn lẻ ngẫu nhiên di chuyển quanh
26
điểm chuẩn của chúng (xem 2.1.2), sự di chuyển của các điểm chuẩn này lại phụ thuộc
sự di chuyển nhóm. Khi các điểm chuẩn đơn lẻ di chuyển từ thời điểm t sang thời điểm
(t+1), các vị trí của nó được cập nhật thông qua điểm trung tâm của nhóm. Mỗi khi các
điểm chuẩn được cập nhật, biểu diễn bằng RP(t+1), chúng được kết hợp với một vectơ chuyển động ngẫu nhiên RM để biễu diễn chuyển động ngẫu nhiên của mỗi MN
quanh điểm chuẩn của nó.
Hình 2.4 minh hoạ ba MN di chuyển theo RPGMM. Hình minh hoạ cho ta thấy
ở thời điểm t, ba chấm nhỏ biểu diễn các điểm chuẩn, RP(t), cho ba MN. Mô hình sử
dụng vec-tơ chuyển động nhóm GM để tính điểm chuẩn mới cho mỗi MN ở thời điểm
(t+1) là RP(t+1); GM có thể chọn ngẫu nhiên hoặc xác định trước. Vị trí mới của mỗi
MN sau đó được tính bằng tổng vec-tơ chuyển động ngẫu nhiên RM với điểm chuẩn
mới. Độ lớn của RM là phân bố đều trong hình tròn có bán kính cho trước, tâm tại
RP(t+1) và chiều của nó được phân bố đều giữa 0 và 2π.
Hình 2.4 - Sự di chuyển của 3 MN dùng RGPMM.
