Algoritmos Meta-heurísticos en la Optimización de la Planificación de Rutas de UAV: Una Revisión Sistemática (2018-2022)
Autores: Hooshyar, Maral; Huang, Yueh-Min
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Algoritmos Meta-heurísticos en la Optimización de la Planificación de Rutas de UAV: Una Revisión Sistemática (2018-2022)
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Planificación de rutas
Algoritmos metaheurísticos
Algoritmos híbridos
Optimización del tiempo
Sistemas multi-UAV
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT), un subconjunto de robots aéreos, desempeñan roles cruciales en diversos ámbitos, como la gestión de desastres, la agricultura y la atención médica. Su aplicación resulta invaluable en situaciones donde la intervención humana plantea riesgos o implica altos costos. Sin embargo, los enfoques tradicionales para la planificación de rutas de VANT tienen dificultades para navegar de manera eficiente en entornos complejos y dinámicos, lo que a menudo resulta en rutas subóptimas y en la prolongación de la duración de las misiones. Este estudio busca investigar y mejorar la utilización de algoritmos metaheurísticos para optimizar la planificación de rutas de VANT. Con este objetivo, realizamos una revisión sistemática de cinco bases de datos principales centradas en el período de 2018 a 2022. Tras un riguroso proceso de selección en dos etapas y una exhaustiva evaluación de calidad, seleccionamos 68 artículos de los 1500 iniciales para responder a nuestras preguntas de investigación. Nuestros hallazgos revelan que los algoritmos híbridos son la opción dominante, superando a los algoritmos evolutivos, basados en física y de enjambre, lo que indica su rendimiento y adaptabilidad superiores. Notablemente, la optimización del tiempo tiene prioridad en los modelos matemáticos, reflejando el énfasis en la eficiencia del tiempo de CPU. La prevalencia de tipos de entornos dinámicos subraya la importancia de las consideraciones en tiempo real en la planificación de rutas de VANT, siendo los modelos tridimensionales (3D) los que reciben más atención por su precisión en trayectorias complejas. Además, destacamos las tendencias y enfoques de la comunidad de investigación en optimización de planificación de rutas de VANT y varios desafíos en el uso de algoritmos metaheurísticos para la optimización de la planificación de rutas de VANT. Finalmente, nuestro análisis resalta un enfoque dual en la investigación de VANT, con un interés significativo en optimizar las operaciones de un solo VANT y un creciente reconocimiento de los desafíos y sinergias potenciales en sistemas de múltiples VANT, junto con un énfasis prevalente en escenarios de misión de un solo objetivo, pero con un notable subconjunto que explora las complejidades de las misiones de múltiples objetivos.
Descripción
Los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT), un subconjunto de robots aéreos, desempeñan roles cruciales en diversos ámbitos, como la gestión de desastres, la agricultura y la atención médica. Su aplicación resulta invaluable en situaciones donde la intervención humana plantea riesgos o implica altos costos. Sin embargo, los enfoques tradicionales para la planificación de rutas de VANT tienen dificultades para navegar de manera eficiente en entornos complejos y dinámicos, lo que a menudo resulta en rutas subóptimas y en la prolongación de la duración de las misiones. Este estudio busca investigar y mejorar la utilización de algoritmos metaheurísticos para optimizar la planificación de rutas de VANT. Con este objetivo, realizamos una revisión sistemática de cinco bases de datos principales centradas en el período de 2018 a 2022. Tras un riguroso proceso de selección en dos etapas y una exhaustiva evaluación de calidad, seleccionamos 68 artículos de los 1500 iniciales para responder a nuestras preguntas de investigación. Nuestros hallazgos revelan que los algoritmos híbridos son la opción dominante, superando a los algoritmos evolutivos, basados en física y de enjambre, lo que indica su rendimiento y adaptabilidad superiores. Notablemente, la optimización del tiempo tiene prioridad en los modelos matemáticos, reflejando el énfasis en la eficiencia del tiempo de CPU. La prevalencia de tipos de entornos dinámicos subraya la importancia de las consideraciones en tiempo real en la planificación de rutas de VANT, siendo los modelos tridimensionales (3D) los que reciben más atención por su precisión en trayectorias complejas. Además, destacamos las tendencias y enfoques de la comunidad de investigación en optimización de planificación de rutas de VANT y varios desafíos en el uso de algoritmos metaheurísticos para la optimización de la planificación de rutas de VANT. Finalmente, nuestro análisis resalta un enfoque dual en la investigación de VANT, con un interés significativo en optimizar las operaciones de un solo VANT y un creciente reconocimiento de los desafíos y sinergias potenciales en sistemas de múltiples VANT, junto con un énfasis prevalente en escenarios de misión de un solo objetivo, pero con un notable subconjunto que explora las complejidades de las misiones de múltiples objetivos.