Planificación de Itinerarios de UAV Habilitada por Aprendizaje por Refuerzo para Aplicaciones de Teledetección en Agricultura Inteligente
Autores: Pourroostaei Ardakani, Saeid; Cheshmehzangi, Ali
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Planificación de Itinerarios de UAV Habilitada por Aprendizaje por Refuerzo para Aplicaciones de Teledetección en Agricultura Inteligente
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Telecomunicaciones
Palabras clave
Uav
Planificación de rutas
Teledetección
Planificación de trayectorias
Técnicas de aprendizaje automático
Aprendizaje por refuerzo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
La planificación de rutas de UAV para la teledetección tiene como objetivo encontrar las rutas más adecuadas para completar una misión de recolección de datos. Los UAV planifican las rutas y se mueven a través de ellas para recolectar datos ambientales de zonas específicas utilizando dispositivos sensoriales como cámaras. La planificación de rutas puede utilizar técnicas de aprendizaje automático para encontrar/seleccionar de manera autónoma rutas rentables y/o más adecuadas y lograr resultados optimizados que incluyen: minimizar el retraso en la recolección de datos, reducir el consumo de energía del UAV, disminuir la distancia recorrida en vuelo y maximizar el número de muestras de datos recolectadas. Este artículo utiliza una técnica de aprendizaje por refuerzo (Q-learning consciente de la ubicación y la energía) para planificar rutas de UAV para la teledetección en granjas inteligentes. A través de esto, el UAV evita moverse heurísticamente o a ciegas por una granja, pero aprovecha los beneficios de la exploración-explotación del entorno para explorar la granja y encontrar los caminos más cortos y rentables hacia ubicaciones objetivo con muestras de datos interesantes para recolectar. Según los resultados de la simulación, utilizar la técnica de Q-learning aumenta la robustez de la recolección de datos y reduce el consumo de recursos del UAV (por ejemplo, energía), las rutas recorridas y la latencia de la teledetección en comparación con dos puntos de referencia bien conocidos, IEMF y TBID, especialmente si las ubicaciones objetivo son densas y concurridas en una granja.
Descripción
La planificación de rutas de UAV para la teledetección tiene como objetivo encontrar las rutas más adecuadas para completar una misión de recolección de datos. Los UAV planifican las rutas y se mueven a través de ellas para recolectar datos ambientales de zonas específicas utilizando dispositivos sensoriales como cámaras. La planificación de rutas puede utilizar técnicas de aprendizaje automático para encontrar/seleccionar de manera autónoma rutas rentables y/o más adecuadas y lograr resultados optimizados que incluyen: minimizar el retraso en la recolección de datos, reducir el consumo de energía del UAV, disminuir la distancia recorrida en vuelo y maximizar el número de muestras de datos recolectadas. Este artículo utiliza una técnica de aprendizaje por refuerzo (Q-learning consciente de la ubicación y la energía) para planificar rutas de UAV para la teledetección en granjas inteligentes. A través de esto, el UAV evita moverse heurísticamente o a ciegas por una granja, pero aprovecha los beneficios de la exploración-explotación del entorno para explorar la granja y encontrar los caminos más cortos y rentables hacia ubicaciones objetivo con muestras de datos interesantes para recolectar. Según los resultados de la simulación, utilizar la técnica de Q-learning aumenta la robustez de la recolección de datos y reduce el consumo de recursos del UAV (por ejemplo, energía), las rutas recorridas y la latencia de la teledetección en comparación con dos puntos de referencia bien conocidos, IEMF y TBID, especialmente si las ubicaciones objetivo son densas y concurridas en una granja.