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燃料受限飞行器与地面补给车协同规划以实现大规模覆盖

机器人学 2018-05-14 v1

摘要

低成本无人机(UAV)需要多次补给才能完成大面积覆盖任务。补给站的数量及其布置对覆盖效率起着至关重要的作用。本文提出使用地面补给车(RV)来拓展无人机在时空域中的作业范围。由于不同车辆速度、补给点布置与各地覆盖区域之间的耦合关系,确定无人机与补给车的最优路径并选取优化补给位置以缩短覆盖时间是一个具有挑战性的问题。我们为无人机与补给车协同执行覆盖任务开发了双阶段策略。第一阶段计算一组最小补给点集合,使无人机路径可行。第二阶段建立多种混合整数线性规划(MILP)模型,结合第一阶段生成的可行补给点集合,为无人机与补给车规划最优路径。我们实证比较了不同模型的效果,并开发了计算高效的启发式算法来求解路径问题。大量仿真验证了所提方法的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.1805.04417,
  title  = {Cooperative Planning for Fuel-constrained Aerial Vehicles and Ground-based Refueling Vehicles for Large-Scale Coverage},
  author = {Parikshit Maini and Kaarthik Sundar and Sivakumar Rathinam and PB Sujit},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1805.04417},
  year   = {2018}
}