Investigación sobre planificación de misión en tiempo real para múltiples UAV
Autores: Bi, Jingzhi; Huang, Wei; Cui, Maihui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación sobre planificación de misión en tiempo real para múltiples UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería General
Palabras clave
Uavs
Multi-objetivo
Planificación de tareas
Algoritmo
Resultados de simulación
Planificación en tiempo real
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Con la amplia aplicación de los UAV en diversas industrias, resolver el complejo problema multi-UAV multi-objetivo se vuelve crucial. La asignación y planificación de tareas de multi-UAV y multi-objetivo generalmente necesitan considerar dos escenarios. Primero, antes de que el UAV ejecute la tarea, es necesario determinar el número y la ubicación de los puntos objetivo. Es equivalente a emparejar UAV en una situación donde se determina la necesidad. Segundo, en el proceso de vuelo del UAV, es necesario tener en cuenta el alcance existente del UAV, el número y la posición de los puntos de misión cambiados y llevar a cabo la planificación de la misión en tiempo real del UAV. Este documento presenta un algoritmo de planificación de tareas colaborativas multi-UAV multi-objetivo que tiene en cuenta estos dos escenarios. Se utiliza un algoritmo de programación entera para asignar puntos objetivo, y la condición de restricción es el alcance más corto del UAV. Se utiliza el algoritmo de colonia de hormigas para planificar la ruta de un solo UAV. En este documento, la entrega de materiales de ayuda en caso de desastre por parte de los UAV se toma como ejemplo para llevar a cabo la modelización matemática y calcular el algoritmo. El proceso de simulación comienza desde la ubicación inicial del UAV en el aeropuerto. Después de un período de vuelo, la información de viaje del UAV y la información de ubicación del objetivo se actualizan para llevar a cabo la planificación de la misión en tiempo real para el UAV. El alcance máximo de un solo UAV se establece en 30,000. Los resultados de la simulación muestran que la longitud total de la ruta de cuatro UAV en la planificación previa a la misión es de 70,006.49, y la ruta más larga de un solo UAV es de 20,645.15. En la planificación de la misión en tiempo real, la longitud total de la ruta de cuatro UAV es de 43,633.44, y la ruta más larga de un solo UAV es de 14,413.56. A lo largo de toda la misión, la longitud total de la ruta de los cuatro UAV es de 54,504.00, y la ruta más larga de un solo UAV es de 16,434.74. Los resultados de la simulación muestran que el método de solución diseñado en este documento es eficiente y puede realizar la planificación dinámica de la ruta en tiempo real de multi-UAV.
Descripción
Con la amplia aplicación de los UAV en diversas industrias, resolver el complejo problema multi-UAV multi-objetivo se vuelve crucial. La asignación y planificación de tareas de multi-UAV y multi-objetivo generalmente necesitan considerar dos escenarios. Primero, antes de que el UAV ejecute la tarea, es necesario determinar el número y la ubicación de los puntos objetivo. Es equivalente a emparejar UAV en una situación donde se determina la necesidad. Segundo, en el proceso de vuelo del UAV, es necesario tener en cuenta el alcance existente del UAV, el número y la posición de los puntos de misión cambiados y llevar a cabo la planificación de la misión en tiempo real del UAV. Este documento presenta un algoritmo de planificación de tareas colaborativas multi-UAV multi-objetivo que tiene en cuenta estos dos escenarios. Se utiliza un algoritmo de programación entera para asignar puntos objetivo, y la condición de restricción es el alcance más corto del UAV. Se utiliza el algoritmo de colonia de hormigas para planificar la ruta de un solo UAV. En este documento, la entrega de materiales de ayuda en caso de desastre por parte de los UAV se toma como ejemplo para llevar a cabo la modelización matemática y calcular el algoritmo. El proceso de simulación comienza desde la ubicación inicial del UAV en el aeropuerto. Después de un período de vuelo, la información de viaje del UAV y la información de ubicación del objetivo se actualizan para llevar a cabo la planificación de la misión en tiempo real para el UAV. El alcance máximo de un solo UAV se establece en 30,000. Los resultados de la simulación muestran que la longitud total de la ruta de cuatro UAV en la planificación previa a la misión es de 70,006.49, y la ruta más larga de un solo UAV es de 20,645.15. En la planificación de la misión en tiempo real, la longitud total de la ruta de cuatro UAV es de 43,633.44, y la ruta más larga de un solo UAV es de 14,413.56. A lo largo de toda la misión, la longitud total de la ruta de los cuatro UAV es de 54,504.00, y la ruta más larga de un solo UAV es de 16,434.74. Los resultados de la simulación muestran que el método de solución diseñado en este documento es eficiente y puede realizar la planificación dinámica de la ruta en tiempo real de multi-UAV.