Planificación de rutas para vehículos submarinos autónomos (AUVs) considerando las influencias y restricciones de las corrientes oceánicas
Autores: Chen, Ziming; Yan, Jinjin; Huang, Ruen; Gao, Yisong; Peng, Xiuyan; Yuan, Weijie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Planificación de rutas para vehículos submarinos autónomos (AUVs) considerando las influencias y restricciones de las corrientes oceánicas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Corrientes oceánicas
Planificación de rutas
Vehículos submarinos autónomos
AUVs
Algoritmo genético
Suavidad de la ruta
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las corrientes oceánicas representan un desafío significativo en la planificación de rutas de vehículos autónomos submarinos (AUV), ya que los algoritmos de planificación de rutas convencionales a menudo no logran contrarrestar eficazmente estas influencias. En respuesta a este desafío, proponemos un algoritmo de planificación de rutas que puede considerar las influencias y restricciones de las corrientes oceánicas, aprovechando las fortalezas de dos algoritmos de planificación de rutas ampliamente utilizados, A* y el algoritmo genético (GA), para tener en cuenta las influencias de las corrientes oceánicas en las rutas planificadas. Específicamente, mejora la generación de la población inicial, formula una función de aptitud adaptada a las condiciones de las corrientes oceánicas y emplea un enfoque de mutación adaptativa para mejorar la diversidad y estabilidad de la población. Al utilizar conjuntos de datos simulados y del mundo real sobre corrientes oceánicas, validamos la viabilidad del algoritmo propuesto con métricas cuantitativas. Los resultados demuestran que, en comparación con los métodos convencionales, el nuevo algoritmo puede manejar las influencias y restricciones de las corrientes oceánicas en la planificación de rutas de AUV, resultando en mejoras notables en la suavidad de la ruta, la eficiencia energética y la seguridad.
Descripción
Las corrientes oceánicas representan un desafío significativo en la planificación de rutas de vehículos autónomos submarinos (AUV), ya que los algoritmos de planificación de rutas convencionales a menudo no logran contrarrestar eficazmente estas influencias. En respuesta a este desafío, proponemos un algoritmo de planificación de rutas que puede considerar las influencias y restricciones de las corrientes oceánicas, aprovechando las fortalezas de dos algoritmos de planificación de rutas ampliamente utilizados, A* y el algoritmo genético (GA), para tener en cuenta las influencias de las corrientes oceánicas en las rutas planificadas. Específicamente, mejora la generación de la población inicial, formula una función de aptitud adaptada a las condiciones de las corrientes oceánicas y emplea un enfoque de mutación adaptativa para mejorar la diversidad y estabilidad de la población. Al utilizar conjuntos de datos simulados y del mundo real sobre corrientes oceánicas, validamos la viabilidad del algoritmo propuesto con métricas cuantitativas. Los resultados demuestran que, en comparación con los métodos convencionales, el nuevo algoritmo puede manejar las influencias y restricciones de las corrientes oceánicas en la planificación de rutas de AUV, resultando en mejoras notables en la suavidad de la ruta, la eficiencia energética y la seguridad.