使用固定翼无人机的协同覆盖与容错方法
机器人学
2020-05-19 v1 多智能体系统
摘要
本文提出了一种部署并维持同质固定翼无人机（UAV）机群以实现区域全时段覆盖的方法。给出了两种盘旋圆排布方法：正方形与六边形排布，并展示了六边形排布在最小化部署无人机数量方面的优势。基于可用无人机数量与期望盘旋高度，所提算法求解一个优化问题以计算该高度下盘旋圆的中心与盘旋半径。该算法还集成了针对同时多无人机故障的故障恢复能力。此类故障可能在该区域上形成无整体幸存者信息的幸存（活跃）无人机簇。算法在更高高度部署一个具有更大通信容量的超级智能体以从故障中恢复。超级智能体收集幸存者信息，并更新同高度的盘旋圆同质半径与位置以恢复全覆盖。随后通知各幸存无人机并利用 Dubin 路径转移至新盘旋圆。分析了随初始盘旋半径变化的已部署无人机可恢复损失比例的程度。给出了仿真结果以展示该方法的适用性并比较两种所提排布方法。
引用
@article{arxiv.2005.08153,
title = {Coordinated Coverage and Fault Tolerance using Fixed-Wing Unmanned Aerial Vehicles},
author = {Sachin Shriwastav and Zhuoyuan Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.08153},
year = {2020}
}