Planificación de Ruta Cooperativa Distribuida para Múltiples UAV en Entornos Ricos en Información y Dinámicos
Autores: Duan, Pengfei; Chen, Dawei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Planificación de Ruta Cooperativa Distribuida para Múltiples UAV en Entornos Ricos en Información y Dinámicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Planificación de rutas
Sistemas multi-UAV
Tecnología de fusión de información
áreas peligrosas
Conciencia situacional
Algoritmo inteligente de planificación de rutas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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La planificación de rutas precisa es esencial para una evitación regional efectiva en sistemas de vehículos aéreos no tripulados (multi-UAV). Las técnicas de planificación de rutas estáticas existentes a menudo no logran integrar múltiples fuentes de información, lo que resulta en un rendimiento disminuido en entornos dinámicos y ricos en información. Este documento propone un algoritmo de planificación de rutas colaborativa distribuida para objetivos que cambian dinámicamente en entornos complejos con información de múltiples fuentes. Más específicamente, se presenta primero un método de colaboración y planificación de rutas multi-UAV basado en tecnología de fusión de información para fusionar los datos de múltiples fuentes recibidos por los UAV desde diferentes plataformas, como las basadas en el espacio, en el aire y en tierra. Posteriormente, introducimos un algoritmo para marcar y dividir el entorno y las áreas peligrosas, mejorando así la conciencia situacional general y eliminando los puntos ciegos visuales en escenarios de comunicaciones de emergencia. Además, desarrollamos un algoritmo de planificación de rutas eficiente e inteligente basado en funciones objetivo y métodos de optimización en diferentes etapas, lo que permite a los UAV navegar de manera segura mientras minimizan el gasto energético. Finalmente, la estrategia propuesta se valida a través de una plataforma de simulación, demostrando que el algoritmo de planificación de rutas inteligente introducido en este estudio exhibe capacidades robustas de optimización de trayectorias en entornos complejos enriquecidos con información diversa y amenazas potenciales.
Descripción
La planificación de rutas precisa es esencial para una evitación regional efectiva en sistemas de vehículos aéreos no tripulados (multi-UAV). Las técnicas de planificación de rutas estáticas existentes a menudo no logran integrar múltiples fuentes de información, lo que resulta en un rendimiento disminuido en entornos dinámicos y ricos en información. Este documento propone un algoritmo de planificación de rutas colaborativa distribuida para objetivos que cambian dinámicamente en entornos complejos con información de múltiples fuentes. Más específicamente, se presenta primero un método de colaboración y planificación de rutas multi-UAV basado en tecnología de fusión de información para fusionar los datos de múltiples fuentes recibidos por los UAV desde diferentes plataformas, como las basadas en el espacio, en el aire y en tierra. Posteriormente, introducimos un algoritmo para marcar y dividir el entorno y las áreas peligrosas, mejorando así la conciencia situacional general y eliminando los puntos ciegos visuales en escenarios de comunicaciones de emergencia. Además, desarrollamos un algoritmo de planificación de rutas eficiente e inteligente basado en funciones objetivo y métodos de optimización en diferentes etapas, lo que permite a los UAV navegar de manera segura mientras minimizan el gasto energético. Finalmente, la estrategia propuesta se valida a través de una plataforma de simulación, demostrando que el algoritmo de planificación de rutas inteligente introducido en este estudio exhibe capacidades robustas de optimización de trayectorias en entornos complejos enriquecidos con información diversa y amenazas potenciales.