Planificación de Trayectorias Cooperativas de Múltiples UAV Basada en FDS-ADEA en Entornos Complejos
Autores: Huang, Gang; Hu, Min; Yang, Xueying; Lin, Peng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Planificación de Trayectorias Cooperativas de Múltiples UAV Basada en FDS-ADEA en Entornos Complejos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Cooperativo
Planificación de trayectorias
UAV
Espacio de dominio factible
Algoritmo de evolución diferencial
Restricciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La planificación de trayectorias cooperativas de múltiples UAV (MUCTP) se refiere a la planificación de múltiples trayectorias volables basadas en la ubicación de cada UAV y el punto de misión en un entorno complejo. En el proceso de planificación, la compleja estructura del espacio 3D aumenta la dificultad para resolver los puntos de trayectoria, y las restricciones mutuas de las restricciones cooperativas de los UAV pueden degradar el rendimiento del sistema de planificación. Por lo tanto, para mejorar la eficiencia de MUCTP, este estudio propone MUCTP basado en un espacio de dominio factible y un algoritmo de evolución diferencial adaptativa (FDS-ADEA). El método primero construye un espacio de dominio factible tridimensional para reducir la complejidad de la estructura del espacio de búsqueda; luego, las restricciones de los UAV heterogéneos se ponderan linealmente y se transforman en una nueva función objetivo, y la información del valor de aptitud se comparte de acuerdo con el método adaptativo y el método de corrección de código para mejorar la eficiencia de búsqueda del algoritmo; finalmente, las trayectorias se suavizan para garantizar la volabilidad de los UAV que realizan la misión combinando las curvas B-spline cúbicas. Los experimentos 1, 2, 3 y 4 validan el algoritmo propuesto. Los resultados de la simulación verifican que FDS-ADEA tiene una rápida convergencia, alta capacidad cooperativa y conjuntos de trayectorias planificadas más razonables al procesar MUCTP.
Descripción
La planificación de trayectorias cooperativas de múltiples UAV (MUCTP) se refiere a la planificación de múltiples trayectorias volables basadas en la ubicación de cada UAV y el punto de misión en un entorno complejo. En el proceso de planificación, la compleja estructura del espacio 3D aumenta la dificultad para resolver los puntos de trayectoria, y las restricciones mutuas de las restricciones cooperativas de los UAV pueden degradar el rendimiento del sistema de planificación. Por lo tanto, para mejorar la eficiencia de MUCTP, este estudio propone MUCTP basado en un espacio de dominio factible y un algoritmo de evolución diferencial adaptativa (FDS-ADEA). El método primero construye un espacio de dominio factible tridimensional para reducir la complejidad de la estructura del espacio de búsqueda; luego, las restricciones de los UAV heterogéneos se ponderan linealmente y se transforman en una nueva función objetivo, y la información del valor de aptitud se comparte de acuerdo con el método adaptativo y el método de corrección de código para mejorar la eficiencia de búsqueda del algoritmo; finalmente, las trayectorias se suavizan para garantizar la volabilidad de los UAV que realizan la misión combinando las curvas B-spline cúbicas. Los experimentos 1, 2, 3 y 4 validan el algoritmo propuesto. Los resultados de la simulación verifican que FDS-ADEA tiene una rápida convergencia, alta capacidad cooperativa y conjuntos de trayectorias planificadas más razonables al procesar MUCTP.