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Planificación de Rutas de Cobertura Basada en la Estrategia de Optimización de Múltiples Vehículos Aéreos No Tripulados Alimentados por Energía Solar

Autores: Le, Wenxin; Xue, Zhentao; Chen, Jian; Zhang, Zichao

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Planificación de Rutas de Cobertura Basada en la Estrategia de Optimización de Múltiples Vehículos Aéreos No Tripulados Alimentados por Energía Solar


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Drones
Planificación de rutas de cobertura
Eficiencia energética
Modelo de optimización
Experimento de simulación
Drones alimentados por energía solar

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En algunas condiciones específicas, se requiere que los UAV obtengan información completa de un área o que operen en el área de manera integral. En este caso, se requiere la planificación de la ruta de cobertura (CPP). Este documento propone una solución para resolver el problema del corto tiempo de resistencia en el problema de planificación de rutas de cobertura (CPP) de vehículos aéreos no tripulados (UAV) solares múltiples. En primer lugar, se propone la eficiencia del flujo de energía basada en el modelo de energía para evaluar la eficiencia de utilización de la energía durante la operación. Además, para las áreas con y sin obstáculos, se propone un modelo de optimización de la ruta de cobertura basado en el método de búsqueda de grafos no dirigidos. Se define la ecuación de restricción para limitar el acceso del UAV al grafo no dirigido de acuerdo con ciertas reglas. Se propone un modelo de programación lineal entera mixta (MILP) para determinar la trayectoria de vuelo de cada UAV con el objetivo de minimizar el tiempo de operación. A través del experimento de simulación, en comparación con el método de Descomposición Celular Boustrophedon para la planificación de rutas de cobertura, se observa que el tiempo de finalización mejora considerablemente. Además, considerando el impacto del ángulo de actitud del UAV solar al girar, se definen el tiempo de operación y la eficiencia total del flujo de energía como el objetivo de optimización. Se establece la ecuación del modelo biobjetivo para resolver el problema del CPP. Un gran número de experimentos de simulación muestran que el modelo de optimización en este documento selecciona diferentes objetivos de optimización y se aplica a diferentes formas de áreas a cubrir, lo que tiene una amplia aplicabilidad y una fuerte viabilidad.

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