一种面向无人机远程监视任务的通信感知路径规划高效方法

在使用无人机进行远程监视任务时，由于这些是无人驾驶飞行器，因此必须进行路径规划。路径规划，无论是离线还是在线，都需要将路径设置为三维欧几里得空间中的一系列位置，其坐标恰好是纬度、经度和高度。对于非城市地形中长线性基础设施的远程监视这一特定应用，连续三维欧几里得最短路径问题实际上涉及两个重要的标量成本。第一个标量成本是沿规划路径行驶的距离。由于无人机由电池供电，因此任务固定起点和终点之间的路径长度必须尽可能最小。另一个标量成本是通过安装在无人机腹部的摄像头在远程监视任务期间传输所获取视频的成本。由于监视目标（长线性基础设施）的长度，生成的视频量非常大，通常无法完全存储在机载设备上。如果沿朴素路径的某些段连接性较差，为了提高视频传输速率，信号的传输功率保持较高，这反过来会消耗更多电池能量。因此，需要一条同时改善所谓通信成本的路径。这两个成本相互权衡，因此对于这个三维双目标欧几里得最短路径问题，需要进行帕累托优化。在本报告中，我们研究了基于距离成本的单目标离线路径规划问题，同时将通信成本作为上界约束。双目标路径规划解决方案在最后进行了概述。