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Planificación de Rutas de UAV Basada en un Método de Campo Potencial Artificial Mejorado

Autores: Hao, Guoqiang; Lv, Qiang; Huang, Zhen; Zhao, Huanlong; Chen, Wei

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Planificación de Rutas de UAV Basada en un Método de Campo Potencial Artificial Mejorado


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Sistema de evitación de obstáculos
Método de campo potencial artificial
Drones
Mecanismo de evaluación de riesgo de colisión
Subobjetivo virtual
Consumo de energía

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 28

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El sistema de evitación de obstáculos de un dron afecta la calidad de su trayectoria de vuelo. El método de campo potencial artificial puede reaccionar rápidamente al enfrentar obstáculos; sin embargo, el método tradicional de campo potencial artificial carece de consideración de la información de posición entre los drones y los obstáculos durante el vuelo, encontrándose problemas como mínimos locales, objetivos inalcanzables y técnicas de evitación de obstáculos poco razonables que alargan los tiempos de vuelo y consumen más energía. Por lo tanto, se propone un método mejorado de campo potencial artificial. Primero, se introdujo un mecanismo de evaluación de riesgo de colisión para evitar acciones de evitación de obstáculos poco razonables y reducir la longitud de las trayectorias de vuelo de los vehículos aéreos no tripulados. Luego, para resolver el problema de los valores mínimos locales y los objetivos inalcanzables, se estableció un sub-objetivo virtual y se modificó el modelo tradicional de campo potencial artificial para permitir que el dron evite obstáculos y alcance el punto objetivo. Al mismo tiempo, se estableció un factor de evaluación de sub-objetivo virtual para determinar el sub-objetivo virtual razonable, logrando una trayectoria de evitación de obstáculos razonable en comparación con el método tradicional de campo potencial artificial. El algoritmo propuesto puede planificar una trayectoria razonable, reducir el consumo de energía durante el vuelo, disminuir los cambios en el ángulo de giro del dron en la trayectoria, hacer que la trayectoria sea más suave y también puede aplicarse en entornos complejos.

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