用于从无线传感器网络收集信息的无人机实时最优路径规划

我们考虑一个遥感系统，其中固定传感器布置于某区域内，一架无人机飞越该区域以从簇头收集信息。我们假设无人机具有固定最大航程，且簇头信息传输的能耗随距离按幂律增加。基于这些假设，我们推导了使簇头向无人机传输信息所需总能量或最大能量最小的无人机路径的局部最优条件。我们展示了同伦方法如何针对不同的无人机路径长度产生一族解，从而可为任意无人机航程找到局部最优解。我们在 python 中实现了同伦解，并针对若干几何结构展示了无人机航程与簇头功耗之间的权衡。执行时间足够迅速，可实时计算，因此无人机路径可动态重算。该解在足够长无人机路径长度下被证明为全局最优。对于未来工作，我们指出了如何修改该解以适应移动传感器。