В.И. Бердышев. Характеризация оптимальных траекторий в $\mathbb{R}^3$ ...С. 40-45

УДК 519.62

MSC: 00A05

DOI: 10.21538/0134-4889-2018-24-2-40-45

Охарактеризовано множество всех траекторий $\mathcal T$ движущегося в заданном коридоре $Y$ объекта $t$, наиболее удаленных от набора $\mathbb {S}=\{S\}$ недружественных неподвижных наблюдателей. Каждый наблюдатель снабжен выпуклым открытым конусом сканирования $K(S)$ с вершиной $S$. Сторона, организующая наблюдение, ограничивает кратность покрытия $Y$ конусами $K$, "толщину" конусов $K$ и, кроме того, исключаются пары $S,\ S'$, для которых $[S,S']\subset (K(S)\cap K(S'))$. Поиск решения исходной задачи $\max_{\mathcal T}\min\{ d(t,S):\ t\in \mathcal T,\ S\in \mathbb S\},$ где $d(t,S)=\|t-S\|$ при $t\in K(S)$ и $d(t,S)=+\infty$ при $t\not\in K(S)$, сводится к задаче поиска наилучшего маршрута в ориентированном графе, вершинами которого являются замкнутые непересекающиеся подмножества (боксы) из $Y\backslash \bigcup_{S} K(S)$. Соседние (смежные) боксы разделены некоторым конусом $K(S)$. Ребром является часть $\mathcal {T}(S)$ траектории $\mathcal T$, которая соединяет соседние боксы и оптимально пересекает конус $K(S)$, а вес ребра - уклонение вершины $S$ от $\mathcal T(S)$. Наилучшим является маршрут, доставляющий максимум минимального веса.

Ключевые слова: навигация, задача сопровождения, движущийся объект, наблюдатель.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бердышев В.И. Наблюдатели и движущийся объект в $\mathbb {R}^3$ // Докл. АН. 2017. Т. 476, № 5. С. 506–508.

2. Бердышев В.И. Наиболее скрытая траектория в $\mathbb {R}^3$ // Proc. of the 48th International Youth School-Conf. “Modern Problems in Mathematics and its Applications”. Екатеринбург, 2017. Vol. 1894. P. 123–128. URL: http://ceur-ws.org/Vol-1894/vis2.pdf .

Поступила 17.04.2018

Бердышев Виталий Иванович
академик РАН
Институт математики и механики им. Н.Н.Красовского УрО РАН,
г. Екатеринбург
e-mail: bvi@imm.uran.ru

English

V.I. Berdyshev. Characterization of optimal trajectories in $\mathbb {R}^3$

We characterize the set of all trajectories $\mathcal T$ of an object $t$ moving in a given corridor $Y$ that are furthest away from a family $\mathbb{S}=\{S\}$ of fixed unfriendly observers. Each observer is equipped with a convex open scanning cone $K(S)$ with vertex $S$. There are constraints on the multiplicity of covering the corridor $Y$ by the cones $K$ and on the "thickness" of the cones. In addition, pairs $S$, $S'$ for which $[S,S']\subset (K(S)\cap K(S'))$ are not allowed. The original problem $\max_{\mathcal T}\min\{ d(t,S):\ t\in \mathcal T,\ S\in \mathbb S\},$ where $d(t,S)=\|t-S\|$ for $t\in K(S)$ and $d(t,S)=+\infty$ for $t\not\in K(S)$, is reduced to the problem of finding an optimal route in a directed graph whose vertices are closed disjoint subsets (boxes) from $Y\backslash \bigcup_{S} K(S)$. Neighboring (adjacent) boxes are separated by some cone $K(S)$. An edge is a part $\mathcal {T}(S)$ of a trajectory $\mathcal T$ that connects neighboring boxes and optimally intersects the cone $K(S)$. The weight of an edge is the deviation of $S$ from $\mathcal {T}(S)$. A route is optimal if it maximizes the minimum weight.

Keywords: navigation, tracking problem, moving object, observer.

The paper was received by the Editorial Office on April 17, 2018.

Vitalii Ivanovich Berdyshev, RAS Academician, Krasovskii Institute of Mathematics and Mechanics, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Yekaterinburg, 620990 Russia,
e-mail: bvi@imm.uran.ru.