Monitoreo Distribuido de Objetivos Térmicos Móviles Usando Vehículos Aéreos No Tripulados y Modelos de Mezcla Gaussiana
Autores: Huang, Yuanji; Sripathanallur Murali, Pavithra; Vejarano, Gustavo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Monitoreo Distribuido de Objetivos Térmicos Móviles Usando Vehículos Aéreos No Tripulados y Modelos de Mezcla Gaussiana
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Clústeres
Objetivos térmicos
UAVs
Modelos de mezcla gaussiana
FANET
Algoritmo de monitoreo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Este documento contribuye con un enfoque de dos pasos para monitorear grupos de objetivos térmicos en el suelo utilizando vehículos aéreos no tripulados (VANT) y modelos de mezcla gaussiana (GMM) de manera distribuida. El enfoque está diseñado para redes de VANT que establecen una red ad hoc voladora (FANET) y operan sin un comando central. El primer paso es un algoritmo de monitoreo que determina si el GMM corresponde a la distribución espacial actual de los grupos de objetivos térmicos en el suelo. Los VANT hacen esta determinación utilizando datos locales y una secuencia de intercambios de datos con VANT que son vecinos de un salto en la FANET. El segundo paso es el cálculo de un nuevo GMM cuando se encuentra que el GMM actual no es adecuado, es decir, el GMM ya no corresponde a la nueva distribución de grupos en el suelo debido al movimiento de los objetivos térmicos. Se desarrolla un algoritmo de maximización de expectativa distribuido para este propósito, y opera solo con datos locales y datos intercambiados con vecinos de un salto. Los resultados de simulación evalúan el rendimiento de ambos algoritmos en términos del número de intercambios de comunicación. Esta evaluación se completa para un número creciente de grupos de objetivos térmicos y un número creciente de VANT. El rendimiento se compara con soluciones bien conocidas para los problemas de monitoreo y cálculo de GMM, demostrando convergencia con un menor número de intercambios de comunicación.
Descripción
Este documento contribuye con un enfoque de dos pasos para monitorear grupos de objetivos térmicos en el suelo utilizando vehículos aéreos no tripulados (VANT) y modelos de mezcla gaussiana (GMM) de manera distribuida. El enfoque está diseñado para redes de VANT que establecen una red ad hoc voladora (FANET) y operan sin un comando central. El primer paso es un algoritmo de monitoreo que determina si el GMM corresponde a la distribución espacial actual de los grupos de objetivos térmicos en el suelo. Los VANT hacen esta determinación utilizando datos locales y una secuencia de intercambios de datos con VANT que son vecinos de un salto en la FANET. El segundo paso es el cálculo de un nuevo GMM cuando se encuentra que el GMM actual no es adecuado, es decir, el GMM ya no corresponde a la nueva distribución de grupos en el suelo debido al movimiento de los objetivos térmicos. Se desarrolla un algoritmo de maximización de expectativa distribuido para este propósito, y opera solo con datos locales y datos intercambiados con vecinos de un salto. Los resultados de simulación evalúan el rendimiento de ambos algoritmos en términos del número de intercambios de comunicación. Esta evaluación se completa para un número creciente de grupos de objetivos térmicos y un número creciente de VANT. El rendimiento se compara con soluciones bien conocidas para los problemas de monitoreo y cálculo de GMM, demostrando convergencia con un menor número de intercambios de comunicación.