准蒙特卡罗方法在矿场反潜仿真中的应用：基于随机最优控制框架
数值分析
2025-02-27 v1 数值分析
最优化与控制
摘要
对执行矿场反潜搜寻任务的建模与仿真是一项具有挑战性的工作，该任务由配备海上矿场探测器的自主车辆执行，后者能够检测海上矿场。我们实现的随机最优控制方案的输出是位于平方区域内的自主车最优轨迹，旨在给定剩余未检测海上矿场风险的前提下最小化总任务时间。我们将该风险建模为期望积分。我们发现，仿真完成后，用户要求的剩余风险通常无法满足。我们通过实施一种松弛策略来解决此问题，该策略包括逐步增加平方搜索区域。随后，我们将该策略与用于求解积分的不同准蒙特卡罗方案相结合。我们发现，使用秩1格子方案相对于蒙特卡罗方案可实现最高可达两倍的加速。我们还提出了一种实现方案，使我们能够在凸四边形区域内计算轨迹，而非平方区域，并与我们的松弛策略相结合。
引用
@article{arxiv.2502.18997,
title = {Application of quasi-Monte Carlo in Mine Countermeasure Simulations with a Stochastic Optimal Control Framework},
author = {Philippe Blondeel and Filip Van Utterbeeck and Ben Lauwens},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.18997},
year = {2025}
}