Planificación de Búsqueda de Vehículos Aéreos No Tripulados en un Entorno de Búsqueda Desconocido
Autores: Duan, Haopeng; Xiao, Kaiming; Liu, Lihua; Chen, Haiwen; Huang, Hongbin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Planificación de Búsqueda de Vehículos Aéreos No Tripulados en un Entorno de Búsqueda Desconocido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
VANT
Toma de decisiones en línea
Planificación de búsqueda
Entorno de búsqueda desconocido
Enfoque integrado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) se han utilizado ampliamente en la recopilación de datos localizados y en la búsqueda de información. Sin embargo, todavía existen muchos desafíos prácticos en las operaciones del mundo real de la búsqueda con VANT, como los entornos de búsqueda desconocidos. Específicamente, el rendimiento y el costo en cada punto de búsqueda son desconocidos para el planificador de antemano, lo que representa un gran desafío para la toma de decisiones. Es decir, las decisiones de búsqueda de VANT deben tomarse de manera secuencial en línea, adaptándose así al entorno de búsqueda desconocido. Con este fin, este documento inicia el problema de la toma de decisiones en línea en la planificación de búsqueda con VANT, donde el dron tiene un suministro de energía limitado como restricción y debe tomar una decisión irrevocable para buscar en esta área o ruta hacia la siguiente de manera en línea. Para superar el desafío del entorno de búsqueda desconocido, se propone un enfoque de planificación conjunta, donde tanto la selección de rutas como la decisión de búsqueda se toman de manera integrada en línea. La decisión integrada en línea se realiza a través de una programación lineal en línea que se ha demostrado ser casi óptima, resultando en altos ingresos por búsqueda de información. Además, este enfoque de planificación conjunta se puede aplicar favorablemente a escenarios de planificación de búsqueda en línea con VANT de múltiples rondas, mostrando una gran superioridad en la dominancia del primer movimiento para la recopilación de información. La efectividad del enfoque propuesto se valida en un conjunto de datos ampliamente aplicado, y los resultados experimentales muestran el rendimiento superior de la toma de decisiones de búsqueda en línea.
Descripción
Los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) se han utilizado ampliamente en la recopilación de datos localizados y en la búsqueda de información. Sin embargo, todavía existen muchos desafíos prácticos en las operaciones del mundo real de la búsqueda con VANT, como los entornos de búsqueda desconocidos. Específicamente, el rendimiento y el costo en cada punto de búsqueda son desconocidos para el planificador de antemano, lo que representa un gran desafío para la toma de decisiones. Es decir, las decisiones de búsqueda de VANT deben tomarse de manera secuencial en línea, adaptándose así al entorno de búsqueda desconocido. Con este fin, este documento inicia el problema de la toma de decisiones en línea en la planificación de búsqueda con VANT, donde el dron tiene un suministro de energía limitado como restricción y debe tomar una decisión irrevocable para buscar en esta área o ruta hacia la siguiente de manera en línea. Para superar el desafío del entorno de búsqueda desconocido, se propone un enfoque de planificación conjunta, donde tanto la selección de rutas como la decisión de búsqueda se toman de manera integrada en línea. La decisión integrada en línea se realiza a través de una programación lineal en línea que se ha demostrado ser casi óptima, resultando en altos ingresos por búsqueda de información. Además, este enfoque de planificación conjunta se puede aplicar favorablemente a escenarios de planificación de búsqueda en línea con VANT de múltiples rondas, mostrando una gran superioridad en la dominancia del primer movimiento para la recopilación de información. La efectividad del enfoque propuesto se valida en un conjunto de datos ampliamente aplicado, y los resultados experimentales muestran el rendimiento superior de la toma de decisiones de búsqueda en línea.