Programación Objetiva de Particiones y Árbol de Expansión Basado en Reglas para la Planificación de Rutas de Cobertura Regional de Enjambres de UAV
Autores: Ruan, Bangrong; Jing, Tian; Huang, Meigen; Ning, Xi; Wang, Jiarui; Zhang, Boquan; Zhi, Fengyao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Programación Objetiva de Particiones y Árbol de Expansión Basado en Reglas para la Planificación de Rutas de Cobertura Regional de Enjambres de UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Planificación de rutas de cobertura regional
Enjambres de vehículos aéreos no tripulados
Algoritmo
Particiones de programación objetivo
Cobertura de árbol de expansión basada en reglas
VANTs
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Para abordar el problema de la planificación de rutas de cobertura regional para enjambres de vehículos aéreos no tripulados (UAV), este estudio propone un algoritmo basado en particiones de programación objetiva (OPP) y cobertura de árbol de expansión basada en reglas (RSTC). Con el objetivo de superar las deficiencias del algoritmo tradicional de Dividir Áreas basado en las Posiciones Iniciales de los Robots combinado con la Cobertura de Árbol de Expansión (DARP-STC) en dos etapas clave, es decir, particiones de región y generación de árbol de expansión, el algoritmo propuesto realiza un diseño y optimización específicos. En la etapa de partición de región, se adopta un modelo de programación objetiva y programación entera 0-1 para lograr la asignación equilibrada de las regiones de tarea de los UAV. En la etapa de generación de árbol de expansión, se diseña una regla para construir un árbol de expansión de rutas de cobertura y se demuestra que logra el número mínimo de giros para el UAV bajo ciertas condiciones. Tanto las simulaciones como los experimentos físicos demuestran que el algoritmo propuesto no solo puede reducir significativamente el número de giros de los UAV, sino también mejorar la eficiencia y el grado de cobertura de las tareas para los enjambres de UAV.
Descripción
Para abordar el problema de la planificación de rutas de cobertura regional para enjambres de vehículos aéreos no tripulados (UAV), este estudio propone un algoritmo basado en particiones de programación objetiva (OPP) y cobertura de árbol de expansión basada en reglas (RSTC). Con el objetivo de superar las deficiencias del algoritmo tradicional de Dividir Áreas basado en las Posiciones Iniciales de los Robots combinado con la Cobertura de Árbol de Expansión (DARP-STC) en dos etapas clave, es decir, particiones de región y generación de árbol de expansión, el algoritmo propuesto realiza un diseño y optimización específicos. En la etapa de partición de región, se adopta un modelo de programación objetiva y programación entera 0-1 para lograr la asignación equilibrada de las regiones de tarea de los UAV. En la etapa de generación de árbol de expansión, se diseña una regla para construir un árbol de expansión de rutas de cobertura y se demuestra que logra el número mínimo de giros para el UAV bajo ciertas condiciones. Tanto las simulaciones como los experimentos físicos demuestran que el algoritmo propuesto no solo puede reducir significativamente el número de giros de los UAV, sino también mejorar la eficiencia y el grado de cobertura de las tareas para los enjambres de UAV.