Planificación de ruta para navegación autónoma de globos con aprendizaje por refuerzo
Autores: He, Yingzhe; Guo, Kai; Wang, Chisheng; Fu, Keyi; Zheng, Jiehao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Planificación de ruta para navegación autónoma de globos con aprendizaje por refuerzo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Estratosfera
Vientos
Globos
Observación de la Tierra
Datos meteorológicos
Aprendizaje por refuerzo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
En la estratosfera, el uso de vientos para navegar globos ha surgido como un enfoque práctico para la observación de la Tierra, la recolección de datos meteorológicos y otras aplicaciones. Sin embargo, controlar tales globos es un desafío debido a datos de viento imperfectos y la necesidad de decisiones en tiempo real. La investigación en este campo se concentra predominantemente en misiones de mantenimiento de estación, pero hay una ausencia de estudios sobre la planificación de rutas de globos estratosféricos. En este trabajo, empleamos el aprendizaje profundo por refuerzo para entrenar un controlador que guía el globo desde un punto de inicio aleatorio a un rango objetivo dentro de un campo de viento simulado que cambia con el tiempo y el espacio. Los resultados demuestran la viabilidad de utilizar el aprendizaje por refuerzo para la planificación de rutas de globos superpresurizados en campos de viento complejos y dinámicos, y el controlador de RL supera al controlador de referencia hecho a mano, logrando una navegación más rápida con una tasa de éxito más alta.
Descripción
En la estratosfera, el uso de vientos para navegar globos ha surgido como un enfoque práctico para la observación de la Tierra, la recolección de datos meteorológicos y otras aplicaciones. Sin embargo, controlar tales globos es un desafío debido a datos de viento imperfectos y la necesidad de decisiones en tiempo real. La investigación en este campo se concentra predominantemente en misiones de mantenimiento de estación, pero hay una ausencia de estudios sobre la planificación de rutas de globos estratosféricos. En este trabajo, empleamos el aprendizaje profundo por refuerzo para entrenar un controlador que guía el globo desde un punto de inicio aleatorio a un rango objetivo dentro de un campo de viento simulado que cambia con el tiempo y el espacio. Los resultados demuestran la viabilidad de utilizar el aprendizaje por refuerzo para la planificación de rutas de globos superpresurizados en campos de viento complejos y dinámicos, y el controlador de RL supera al controlador de referencia hecho a mano, logrando una navegación más rápida con una tasa de éxito más alta.