Article

Journal of Aeronautics and Space Technologies (Havacilik ve Uzay Teknolojileri Dergisi)

, 7:2

First online:

Open Access This content is freely available online to anyone, anywhere at any time.

Air combat with particle swarm optimization and genetic algorithm

  • Egemen Berki CimenAffiliated withAeronautics and Space Technologies Institute, Turkish Air Force Academy Email author 

Abstract

The future of aircrafts is in unmanned aerial vehicles (UAVs), and any improvement in UAVs will play an important role, especially when it comes to intelligence and capabilities for air combat manoeuvring. The ultimate goal in such work is to bring computers to the level of a pilot’s intelligence capability in air combat. In order to achieve this goal, operations research is required. The present study is based on the fight or flight situation in air combat manoeuvring and aims to improve unmanned aircrafts and better understand the difficulties of modelling intelligence. Since the project’s focus is on the problem of path planning for moving targets and enemy situations, particle swarm optimization and genetic algorithms are modelled and tested against each other in a dog fight scenario. Also, multiple targets and enemies’ scenarios are developed to compare them against each other. Moreover, imperfect information affect and dynamic environment are evaluated in this research and required actions and options are analysed. Overall, this research aims to show the importance of artificial intelligence, articulate the role of the operations research and assess the implementation of intelligence through certain heuristics.

Keywords:

Air Combat Manoeuvring Path Planning Artificial Intelligence Particle Swarm Optimization Genetic Algorithm

Parçacik sürü optimizasyon ve genetik algoritma ile hava muharebesi

Özet

Uçak sektörünün geleceği İnsansız Hava Araçlarında (İHA) görülmekte ve İHA’larda gerçekleştirilecek herhangi bir gelişme de özellikle hava muharebe manevrası için gereken beceri ve zeka hususunda büyük bir rol oynayacaktır. Böyle bir çalışmada temel amaç, hava munarebesi hususunda bilgisayarları, pilotların zeka becerisi seviyesine getirmektir. Bu amacın gerçekleştirilmesinde de yöneylem araştırması olmazsa olmazdır. Mevcut çalışma, hava muharebe manevra konusunda savaş ve uçuş durumuna dayanmaktadır ve bu çalışma ile insansız uçakları geliştirmeyi ve zekanın modellenmesine dair problemleri ve zorlukları daha iyi anlamak hedeflenmiştir. Projenin hedef noktası, hareket halindeki hedefleri ve düşman saldırı durumları için rota planlama problemi olduğundan ötürü, parçacık sürü optimizasyonu ve genetik algoritmalar modellenmiştir ve bu algoritmalar, bir it-dalaşı senaryosunda birbirlerine karşı test edilmişlerdir. Ayrıca, çoklu hedefler ve düşmanlar üzerinden senaryolar, bu algoritmaların birbirlerine göre kıyaslanmaları için geliştirilmiştir. Bunların yanı sıra, eksik bilgi etkisi ve dinamik çevre, bu araştırma dahilinde değerlendirilmiş ve gerekli hareket ve opsiyonlar analiz edilmiştir. Genel olarak, bu çalışma, yapay zekanın önemini göstermeyi, yöneylem araştırmasının rolünün açıklanmasını ve belli sezgisel yöntemlerle zekanın uygulaması hedeflemiştir.

Anahtar Kelimeler:

Hava Muharebesi Yol Planlaması Yapay Zekâ Parçacık Sürü Optimizasyonu Genetik Algoritma