Un método de diseño de rutas de vuelo considerando comunicación de múltiples saltos utilizando UAVs de entrega
Autores: Soya, Hayato; Inagaki, Kazuki; So, Hideya
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un método de diseño de rutas de vuelo considerando comunicación de múltiples saltos utilizando UAVs de entrega
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Uav
Comunicación
Multi-salto
Retransmisión
Entrega
Puntos de paso
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En los últimos años, el uso de Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) ha sido ampliamente investigado, prestando especial atención a sus posibles aplicaciones dentro de las iniciativas de ciudades inteligentes. En áreas urbanas, se espera que los servicios de entrega basados en VANT ayuden a abordar la escasez de conductores de camiones, al tiempo que contribuyen a la promoción de la neutralidad de carbono. Además, se ha estudiado el uso de múltiples VANT como plataforma de comunicación a través de la retransmisión de VANT en múltiples saltos. Las plataformas de comunicación basadas en VANT están ganando atención como soluciones rentables en regiones donde el despliegue de estaciones base terrestres es complicado, como en áreas montañosas e islas remotas, así como en situaciones de emergencia como desastres naturales. Entre las plataformas de comunicación basadas en VANT, la retransmisión de VANT en múltiples saltos está atrayendo atención como un medio efectivo. Sin embargo, al emplear la retransmisión de VANT en múltiples saltos, surgen desafíos en escenarios donde la distancia entre la fuente y el destino es grande, incluyendo costos incrementados debido a la necesidad de un mayor número de VANT y un rendimiento reducido causado por el aumento en el número de saltos. Para abordar estos problemas, este documento propone un diseño de trayectoria de vuelo para VANT en un sistema de comunicación de múltiples saltos utilizando VANT de entrega, con el objetivo de mejorar el rendimiento entre destinos. El método propuesto se centra en la comunicación entre una fuente y múltiples destinos al colocar estratégicamente puntos de retransmisión (Puntos de Ruta: WPs) a lo largo de las trayectorias de vuelo. Al enrutar los VANT a través de los WPs, se establecen nuevos enlaces de comunicación, lo que permite la construcción directa de redes entre destinos. Este enfoque reduce el número de saltos y asegura una comunicación estable a una velocidad constante. Para los algoritmos de colocación de WPs, proponemos dos métodos: un método basado en el centroide y un método basado en la distancia de comunicación más corta. Los resultados de simulación demuestran que el enfoque propuesto mejora el rendimiento.
Descripción
En los últimos años, el uso de Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) ha sido ampliamente investigado, prestando especial atención a sus posibles aplicaciones dentro de las iniciativas de ciudades inteligentes. En áreas urbanas, se espera que los servicios de entrega basados en VANT ayuden a abordar la escasez de conductores de camiones, al tiempo que contribuyen a la promoción de la neutralidad de carbono. Además, se ha estudiado el uso de múltiples VANT como plataforma de comunicación a través de la retransmisión de VANT en múltiples saltos. Las plataformas de comunicación basadas en VANT están ganando atención como soluciones rentables en regiones donde el despliegue de estaciones base terrestres es complicado, como en áreas montañosas e islas remotas, así como en situaciones de emergencia como desastres naturales. Entre las plataformas de comunicación basadas en VANT, la retransmisión de VANT en múltiples saltos está atrayendo atención como un medio efectivo. Sin embargo, al emplear la retransmisión de VANT en múltiples saltos, surgen desafíos en escenarios donde la distancia entre la fuente y el destino es grande, incluyendo costos incrementados debido a la necesidad de un mayor número de VANT y un rendimiento reducido causado por el aumento en el número de saltos. Para abordar estos problemas, este documento propone un diseño de trayectoria de vuelo para VANT en un sistema de comunicación de múltiples saltos utilizando VANT de entrega, con el objetivo de mejorar el rendimiento entre destinos. El método propuesto se centra en la comunicación entre una fuente y múltiples destinos al colocar estratégicamente puntos de retransmisión (Puntos de Ruta: WPs) a lo largo de las trayectorias de vuelo. Al enrutar los VANT a través de los WPs, se establecen nuevos enlaces de comunicación, lo que permite la construcción directa de redes entre destinos. Este enfoque reduce el número de saltos y asegura una comunicación estable a una velocidad constante. Para los algoritmos de colocación de WPs, proponemos dos métodos: un método basado en el centroide y un método basado en la distancia de comunicación más corta. Los resultados de simulación demuestran que el enfoque propuesto mejora el rendimiento.