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Un método de planificación de ruta de cobertura global para la vigilancia marítima con múltiples UAV en entornos complejos con obstáculos

Autores: Li, Yiyuan; Chen, Weiyi; Fu, Bing; Wu, Zhonghong; Hao, Lingjun

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Un método de planificación de ruta de cobertura global para la vigilancia marítima con múltiples UAV en entornos complejos con obstáculos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Estudio
Vehículo aéreo no tripulado
Planificación de rutas de cobertura
Evitación de obstáculos
Problema del vendedor viajero múltiple
Planificación de rutas globales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El estudio de la planificación de rutas de cobertura de vehículos aéreos no tripulados (VANT) es de gran importancia para garantizar la conciencia situacional marítima y la vigilancia. En respuesta al problema de la vigilancia de cobertura en múltiples regiones marítimas en entornos con obstáculos complejos, este artículo propone un método de planificación de rutas global capaz de abordar simultáneamente el problema del vendedor viajero múltiple, el problema de planificación de rutas de cobertura y el problema de evitación de obstáculos. En primer lugar, se construye un modelo de problema de planificación de rutas de cobertura del vendedor viajero múltiple (MTSP-CPP) con el objetivo de minimizar el tiempo máximo de finalización de tareas. En segundo lugar, se propone un método para calcular los costos de las rutas de evitación de obstáculos basado en el diagrama de Voronoi, sentando las bases para obtener el orden de acceso óptimo. En tercer lugar, se propone un algoritmo mejorado de optimización de lobos grises discretos (IDGWO) integrado con operaciones de búsqueda en vecindario variable (VNS) para realizar la asignación de tareas para múltiples VANT y lograr un equilibrio de carga de trabajo. Finalmente, basado en programación dinámica, se resuelven con precisión los puntos de ruta de cobertura del área para generar la ruta de cobertura global. A través de experimentos de simulación con escenarios de diferentes escalas, se valida la efectividad y superioridad del método propuesto. Los resultados experimentales demuestran que este método puede resolver eficazmente el MTSP-CPP en entornos con obstáculos complejos.

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