WA-LPA*: Un algoritmo de planificación de rutas consciente de la energía para UAVs en entornos de viento dinámicos
Autores: Lian, Fangjia; Li, Bangjie; Yang, Qisong; Zhu, Hongwei; Du, Desong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
WA-LPA*: Un algoritmo de planificación de rutas consciente de la energía para UAVs en entornos de viento dinámicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Optimización de energía
Vehículo aéreo no tripulado
VANT
Planificación de rutas
Entornos de campo de viento
WA-LPA*
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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La optimización de la energía es crucial para la planificación de rutas de vehículos aéreos no tripulados (VANT), particularmente en entornos de campo de viento complejos. La mayoría de los algoritmos de planificación de rutas existentes se basan en modelos simplificados de consumo de energía, que a menudo no logran capturar adecuadamente los efectos de los campos de viento. Para abordar esta limitación, se propone un algoritmo de planificación A* adaptativo al viento y de por vida (WA-LPA*) para la planificación de rutas consciente de la energía en entornos de viento dinámicos. WA-LPA* construye una función heurística compuesta que incorpora factores de alineación del campo de viento e integra una estrategia de optimización jerárquica consciente de la altura. Mientras tanto, se diseña un mecanismo de replanteamiento adaptativo basado en las características de cambio del campo de viento. Los experimentos de simulación realizados en escenarios representativos demuestran que, en comparación con los algoritmos convencionales que ignoran los efectos del campo de viento, WA-LPA* logra mejoras en la eficiencia energética del 5.9 al 29.4%.
Descripción
La optimización de la energía es crucial para la planificación de rutas de vehículos aéreos no tripulados (VANT), particularmente en entornos de campo de viento complejos. La mayoría de los algoritmos de planificación de rutas existentes se basan en modelos simplificados de consumo de energía, que a menudo no logran capturar adecuadamente los efectos de los campos de viento. Para abordar esta limitación, se propone un algoritmo de planificación A* adaptativo al viento y de por vida (WA-LPA*) para la planificación de rutas consciente de la energía en entornos de viento dinámicos. WA-LPA* construye una función heurística compuesta que incorpora factores de alineación del campo de viento e integra una estrategia de optimización jerárquica consciente de la altura. Mientras tanto, se diseña un mecanismo de replanteamiento adaptativo basado en las características de cambio del campo de viento. Los experimentos de simulación realizados en escenarios representativos demuestran que, en comparación con los algoritmos convencionales que ignoran los efectos del campo de viento, WA-LPA* logra mejoras en la eficiencia energética del 5.9 al 29.4%.