通信受限环境下领航者与僚机协同覆盖
机器人学
2022-10-07 v1 数据结构与算法
最优化与控制
摘要
我们考虑这样一种任务框架：两架无人载具（UV），即一架领航者与一架僚机，需在短通信距离内对某一环境进行协同覆盖。该框架适用于水下和/或军事领域，其中应用或环境对通信施加了特定约束。该框架内任务的一个重要目标是最小化领航者-僚机二者组合的总行程与通信代价。在本文中，我们提出并将为 UV 寻找使其行程与通信代价之和最小的路径问题建模为一个网络优化问题，其形式为二元规划（BP）。该 BP 计算代价高昂，计算最优解所需时间随问题规模迅速增长。为应对此挑战，我们在此提出两种算法，一种近似算法与一种启发式算法，以快速求解该问题的大规模实例。我们通过对 500 个实例开展的广泛数值仿真分析证明了这些算法的有效性与可扩展性，实例中目标数量从 6 到 100 不等。
引用
@article{arxiv.2210.02628,
title = {Cooperative Coverage with a Leader and a Wingmate in Communication-Constrained Environments},
author = {Sai Krishna Kanth Hari and Sivakumar Rathinam and Swaroop Darbha and David W. Casbeer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.02628},
year = {2022}
}