Un enfoque robusto y eficiente de planificación de rutas de UAV para el seguimiento de objetivos ágiles en entornos complejos
Autores: Cui, Shunfeng; Chen, Yiyang; Li, Xinlin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un enfoque robusto y eficiente de planificación de rutas de UAV para el seguimiento de objetivos ágiles en entornos complejos
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Investigación
Métodos de seguimiento
Vehículos aéreos no tripulados
Objetivos ágiles
Planificación de rutas
Planificador de trayectorias
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La investigación sobre los métodos de seguimiento de vehículos aéreos no tripulados (VANT) para objetivos ágiles es multidisciplinaria, con importantes escenarios de aplicación. Usando un cuadricóptero como ejemplo, en este documento, investigamos principalmente la modelización relacionada con el seguimiento y la verificación de la aplicación de objetivos ágiles. Proponemos un enfoque robusto y eficiente de planificación de rutas de VANT para seguir objetivos ágiles de manera agresiva y segura. Este enfoque tiene en cuenta de manera integral las observaciones históricas del objetivo de seguimiento y el entorno circundante de la ubicación. Predice de manera confiable una posición de horizonte temporal corto del objetivo en movimiento con respecto a las restricciones dinámicas. En primer lugar, aprovechando el polinomio de base de Bernstein y combinando la información de distribución de obstáculos alrededor del objetivo, el módulo de predicción evaluó el futuro movimiento del objetivo, presumiendo que intentaba mantenerse alejado de los obstáculos. Luego, se adoptó un método de búsqueda dinámica informado por el objetivo como la parte frontal, que buscaba heurísticamente una trayectoria de seguimiento segura. En segundo lugar, el optimizador de la parte posterior lo mejoró en una trayectoria óptima espacial-temporal y libre de colisiones. Finalmente, el planificador de trayectoria de seguimiento generó trayectorias polinómicas suaves, dinámicamente viables y libres de colisiones en milisegundos, lo que resulta razonable para el seguimiento de objetivos en línea con un rango de detección restringido. El análisis estadístico, la simulación y las comparaciones de referencia muestran que el método propuesto tiene al menos un 40% de precisión superior en comparación con los métodos líderes en el campo y capacidades avanzadas para el seguimiento de objetivos ágiles.
Descripción
La investigación sobre los métodos de seguimiento de vehículos aéreos no tripulados (VANT) para objetivos ágiles es multidisciplinaria, con importantes escenarios de aplicación. Usando un cuadricóptero como ejemplo, en este documento, investigamos principalmente la modelización relacionada con el seguimiento y la verificación de la aplicación de objetivos ágiles. Proponemos un enfoque robusto y eficiente de planificación de rutas de VANT para seguir objetivos ágiles de manera agresiva y segura. Este enfoque tiene en cuenta de manera integral las observaciones históricas del objetivo de seguimiento y el entorno circundante de la ubicación. Predice de manera confiable una posición de horizonte temporal corto del objetivo en movimiento con respecto a las restricciones dinámicas. En primer lugar, aprovechando el polinomio de base de Bernstein y combinando la información de distribución de obstáculos alrededor del objetivo, el módulo de predicción evaluó el futuro movimiento del objetivo, presumiendo que intentaba mantenerse alejado de los obstáculos. Luego, se adoptó un método de búsqueda dinámica informado por el objetivo como la parte frontal, que buscaba heurísticamente una trayectoria de seguimiento segura. En segundo lugar, el optimizador de la parte posterior lo mejoró en una trayectoria óptima espacial-temporal y libre de colisiones. Finalmente, el planificador de trayectoria de seguimiento generó trayectorias polinómicas suaves, dinámicamente viables y libres de colisiones en milisegundos, lo que resulta razonable para el seguimiento de objetivos en línea con un rango de detección restringido. El análisis estadístico, la simulación y las comparaciones de referencia muestran que el método propuesto tiene al menos un 40% de precisión superior en comparación con los métodos líderes en el campo y capacidades avanzadas para el seguimiento de objetivos ágiles.