Un Marco Jerárquico Mejorado para la Planificación de Trayectorias Adaptativas de UAV en el Seguimiento de Objetivos Dinámicos
Autores: Hu, Sen; Tian, Zhong; Zhu, Weiyu; Zhang, Bangchu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un Marco Jerárquico Mejorado para la Planificación de Trayectorias Adaptativas de UAV en el Seguimiento de Objetivos Dinámicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Planificación
Trayectorias
Vehículos aéreos no tripulados
UAVs
Seguimiento
Planificación de movimiento
Objetivo dinámico
Simulación
Viabilidad
Optimización
Campo de distancia firmada euclidiana
Experimento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Planificar trayectorias para vehículos aéreos no tripulados (VANT) que rastrean activamente un objetivo en movimiento representa un desafío significativo. Este documento presenta un sistema de planificación de movimiento que utiliza VANT para rastrear un objetivo dinámico de manera activa. El sistema puede manejar tareas de seguimiento complejas, asegurando la seguridad y la viabilidad dinámica. Inicialmente, una búsqueda de ruta en la parte frontal implica emplear una búsqueda de ruta kinodinámica adaptativa para identificar la ruta. Se aplica un enfoque heurístico para determinar una trayectoria inicial, considerando el tiempo mínimo y el costo de control. Posteriormente, introducimos el costo de combinar optimización y utilizamos la información del gradiente del Campo de Distancia Euclidiana Firmada (ESDF) para mejorar la suavidad de la trayectoria y la viabilidad dinámica. Los resultados de la simulación confirman la superioridad constante de nuestro método propuesto sobre el algoritmo Fast-Tracker, resultando en una distancia de seguimiento y un tiempo de vuelo más cortos. Nuestro método logra trayectorias más suaves mientras preserva la viabilidad dinámica. Un experimento real con un solo VANT valida aún más la efectividad de nuestro enfoque.
Descripción
Planificar trayectorias para vehículos aéreos no tripulados (VANT) que rastrean activamente un objetivo en movimiento representa un desafío significativo. Este documento presenta un sistema de planificación de movimiento que utiliza VANT para rastrear un objetivo dinámico de manera activa. El sistema puede manejar tareas de seguimiento complejas, asegurando la seguridad y la viabilidad dinámica. Inicialmente, una búsqueda de ruta en la parte frontal implica emplear una búsqueda de ruta kinodinámica adaptativa para identificar la ruta. Se aplica un enfoque heurístico para determinar una trayectoria inicial, considerando el tiempo mínimo y el costo de control. Posteriormente, introducimos el costo de combinar optimización y utilizamos la información del gradiente del Campo de Distancia Euclidiana Firmada (ESDF) para mejorar la suavidad de la trayectoria y la viabilidad dinámica. Los resultados de la simulación confirman la superioridad constante de nuestro método propuesto sobre el algoritmo Fast-Tracker, resultando en una distancia de seguimiento y un tiempo de vuelo más cortos. Nuestro método logra trayectorias más suaves mientras preserva la viabilidad dinámica. Un experimento real con un solo VANT valida aún más la efectividad de nuestro enfoque.