Exploración Cooperativa Multi-UAV Descentralizada Usando Partición de Área Basada en Centroides Dinámicos
Autores: Gui, Jianjun; Yu, Tianyou; Deng, Baosong; Zhu, Xiaozhou; Yao, Wen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Exploración Cooperativa Multi-UAV Descentralizada Usando Partición de Área Basada en Centroides Dinámicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Eficiente
Exploración
UAVs en enjambre
Enfoque cooperativo
Método dinámico basado en centroides
Siguiente mejor vista
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La exploración eficiente es un tema crítico en los UAVs en enjambre, con un interés de investigación sustancial debido a sus aplicaciones en misiones de búsqueda y rescate. En este estudio, proponemos un enfoque de exploración cooperativa que utiliza múltiples vehículos aéreos no tripulados (UAVs). Nuestro enfoque permite que los UAVs exploren áreas separadas de manera dinámica, lo que resulta en una mayor eficiencia y una disminución de la redundancia. Utilizamos un novedoso método dinámico basado en centroides para dividir el área de trabajo 3D para cada UAV, con cada UAV generando nuevos objetivos en su área dividida utilizando únicamente los recursos computacionales a bordo. Para asegurar la cooperación y la exploración de lo desconocido, utilizamos un método de siguiente mejor vista (NBV) basado en un árbol aleatorio de exploración rápida (RRT), que genera un árbol en el área dividida hasta que se alcanza un umbral. Comparamos este enfoque con tres métodos clásicos utilizando simulación en Gazebo, incluyendo un método de partición de área basado en Voronoi, un método de coordinación para reducir la repetición de escaneo entre UAVs, y un método codicioso que trabaja de acuerdo con su planificador de exploración sin ninguna interacción. También realizamos experimentos prácticos para verificar la efectividad de nuestro método propuesto.
Descripción
La exploración eficiente es un tema crítico en los UAVs en enjambre, con un interés de investigación sustancial debido a sus aplicaciones en misiones de búsqueda y rescate. En este estudio, proponemos un enfoque de exploración cooperativa que utiliza múltiples vehículos aéreos no tripulados (UAVs). Nuestro enfoque permite que los UAVs exploren áreas separadas de manera dinámica, lo que resulta en una mayor eficiencia y una disminución de la redundancia. Utilizamos un novedoso método dinámico basado en centroides para dividir el área de trabajo 3D para cada UAV, con cada UAV generando nuevos objetivos en su área dividida utilizando únicamente los recursos computacionales a bordo. Para asegurar la cooperación y la exploración de lo desconocido, utilizamos un método de siguiente mejor vista (NBV) basado en un árbol aleatorio de exploración rápida (RRT), que genera un árbol en el área dividida hasta que se alcanza un umbral. Comparamos este enfoque con tres métodos clásicos utilizando simulación en Gazebo, incluyendo un método de partición de área basado en Voronoi, un método de coordinación para reducir la repetición de escaneo entre UAVs, y un método codicioso que trabaja de acuerdo con su planificador de exploración sin ninguna interacción. También realizamos experimentos prácticos para verificar la efectividad de nuestro método propuesto.