Mapas de probabilidad y estrategias de búsqueda para la búsqueda automatizada de UAV en el Mar de Wadden
Autores: Moshagen, Ludmila; Castelar Wembers, Carlos; Schildbach, Georg
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Mapas de probabilidad y estrategias de búsqueda para la búsqueda automatizada de UAV en el Mar de Wadden
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Búsqueda y rescate
Vehículos aéreos no tripulados
Planificación de rutas
Mapa de probabilidad
Cadena de Markov
Operaciones de SAR
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las operaciones de búsqueda y rescate (SAR) con vehículos aéreos no tripulados (UAV) han sido objeto de numerosos estudios científicos. Su efectividad depende de una planificación de rutas inteligente y eficiente. No solo pueden ahorrar recursos costosos, sino que también pueden minimizar los riesgos potenciales para el equipo de rescate. Este documento trata sobre la planificación óptima de rutas para operaciones automatizadas de UAV-SAR, adaptadas específicamente al desafiante entorno intermareal del Mar de Wadden. El objetivo es minimizar el tiempo de búsqueda y maximizar la probabilidad de descubrimiento de personas perdidas (LP) con estrategias de planificación de rutas inteligentes para UAV. Para lograr esto, primero se genera un mapa de probabilidad dinámica (PM) de la posible ubicación de la persona perdida. Se evalúan dos métodos distintos para este propósito: simulaciones de Monte Carlo (MCS) y un modelo de cadena de Markov (MAC) más eficiente. El PM luego informa directamente el proceso de toma de decisiones del UAV. A continuación, se evalúan y comparan sistemáticamente varias estrategias de búsqueda automatizadas en un estudio de simulación integral, desde patrones de cobertura simples hasta algoritmos avanzados impulsados por PM. Los PM generados por MAC demuestran proporcionar una base rápida y confiable para aplicaciones críticas en tiempo, como las operaciones SAR. Además, las estrategias de búsqueda basadas en PM superan a los patrones de búsqueda estándar, especialmente en regiones de búsqueda más grandes. Además, la evaluación se extiende a escenarios de múltiples UAV, mostrando en este caso que un enfoque de segmentación de áreas es el más efectivo. Los resultados validan y proporcionan una contribución considerable para un marco eficiente y crítico en tiempo para el despliegue de UAV en operaciones SAR complejas del mundo real.
Descripción
Las operaciones de búsqueda y rescate (SAR) con vehículos aéreos no tripulados (UAV) han sido objeto de numerosos estudios científicos. Su efectividad depende de una planificación de rutas inteligente y eficiente. No solo pueden ahorrar recursos costosos, sino que también pueden minimizar los riesgos potenciales para el equipo de rescate. Este documento trata sobre la planificación óptima de rutas para operaciones automatizadas de UAV-SAR, adaptadas específicamente al desafiante entorno intermareal del Mar de Wadden. El objetivo es minimizar el tiempo de búsqueda y maximizar la probabilidad de descubrimiento de personas perdidas (LP) con estrategias de planificación de rutas inteligentes para UAV. Para lograr esto, primero se genera un mapa de probabilidad dinámica (PM) de la posible ubicación de la persona perdida. Se evalúan dos métodos distintos para este propósito: simulaciones de Monte Carlo (MCS) y un modelo de cadena de Markov (MAC) más eficiente. El PM luego informa directamente el proceso de toma de decisiones del UAV. A continuación, se evalúan y comparan sistemáticamente varias estrategias de búsqueda automatizadas en un estudio de simulación integral, desde patrones de cobertura simples hasta algoritmos avanzados impulsados por PM. Los PM generados por MAC demuestran proporcionar una base rápida y confiable para aplicaciones críticas en tiempo, como las operaciones SAR. Además, las estrategias de búsqueda basadas en PM superan a los patrones de búsqueda estándar, especialmente en regiones de búsqueda más grandes. Además, la evaluación se extiende a escenarios de múltiples UAV, mostrando en este caso que un enfoque de segmentación de áreas es el más efectivo. Los resultados validan y proporcionan una contribución considerable para un marco eficiente y crítico en tiempo para el despliegue de UAV en operaciones SAR complejas del mundo real.