Un Plan de Ruta de UAV para Ayuda en Desastres Basado en el Algoritmo de Fusión APF-IRRT*
Autores: Diao, Qifeng; Zhang, Jinfeng; Liu, Min; Yang, Jiaxuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un Plan de Ruta de UAV para Ayuda en Desastres Basado en el Algoritmo de Fusión APF-IRRT*
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículo aéreo no tripulado
Planificación de rutas
árboles aleatorios de exploración rápida
Campo potencial artificial
Ayuda en desastres
Eficiencia computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La planificación de rutas para Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) se ha convertido cada vez más en un punto clave de investigación para que los drones civiles amplíen su uso y mejoren su eficiencia laboral. Los algoritmos derivados offline, representados por los Árboles Aleatorios de Exploración Rápida (RRT), se utilizan ampliamente debido a su alta eficiencia computacional. Sin embargo, implementar estos algoritmos offline en entornos de desastre complejos y cambiantes presenta sus propias desventajas, como una velocidad de convergencia lenta, un rendimiento en tiempo real deficiente y rutas de generación desiguales. En este documento, se propone el algoritmo de planificación de rutas Artificial Potential Field - Improved Rapidly-exploring Random Trees (APF-IRRT*), que es aplicable a los cruceros de VANT para ayuda en desastres. El algoritmo RRT* se adapta con un tamaño de paso adaptativo y un rango de búsqueda adaptativo, junto con el algoritmo APF para la optimización final de la ruta. Este algoritmo garantiza eficiencia computacional mientras proporciona la directividad del objetivo de los nodos extendidos. Además, este algoritmo logra un progreso notable en la resolución de problemas de velocidad de convergencia lenta y rutas irregulares en la planificación de rutas de VANT y logra un buen rendimiento tanto en la planificación de rutas estáticas offline como en entornos dinámicos online.
Descripción
La planificación de rutas para Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) se ha convertido cada vez más en un punto clave de investigación para que los drones civiles amplíen su uso y mejoren su eficiencia laboral. Los algoritmos derivados offline, representados por los Árboles Aleatorios de Exploración Rápida (RRT), se utilizan ampliamente debido a su alta eficiencia computacional. Sin embargo, implementar estos algoritmos offline en entornos de desastre complejos y cambiantes presenta sus propias desventajas, como una velocidad de convergencia lenta, un rendimiento en tiempo real deficiente y rutas de generación desiguales. En este documento, se propone el algoritmo de planificación de rutas Artificial Potential Field - Improved Rapidly-exploring Random Trees (APF-IRRT*), que es aplicable a los cruceros de VANT para ayuda en desastres. El algoritmo RRT* se adapta con un tamaño de paso adaptativo y un rango de búsqueda adaptativo, junto con el algoritmo APF para la optimización final de la ruta. Este algoritmo garantiza eficiencia computacional mientras proporciona la directividad del objetivo de los nodos extendidos. Además, este algoritmo logra un progreso notable en la resolución de problemas de velocidad de convergencia lenta y rutas irregulares en la planificación de rutas de VANT y logra un buen rendimiento tanto en la planificación de rutas estáticas offline como en entornos dinámicos online.