Autonomous UAV swarms require scalable coordination mechanisms that maintain mission performance under limited communication, environmental uncertainty, and component failures. Centralized approaches provide global coordination but suffer from communication bottlenecks and single-node vulnerabilities, whereas fully decentralized methods often lack mission-level consistency. This paper presents Layered Autonomous Edge Intelligence (LAEI), a UAV-swarm framework that combines onboard learned policies with lightweight mission-level supervision. Each UAV performs local perception, obstacle avoidance, and action selection onboard, while the supervisory layer provides adaptive goal reassignment, fault-aware recovery, and context-dependent policy guidance without directly controlling low-level actions. LAEI further incorporates recovery strategies, including dynamic reassociation, backup supervisory support, and fallback local autonomy, to maintain mission continuity under representative failure scenarios. We evaluate LAEI in simulated UAV-swarm scenarios using mission completion time, collision rate, and coverage efficiency. The results show that LAEI reduces mission completion time and improves operational efficiency while maintaining collision-aware distributed UAV-level decision-making.


翻译:自主无人机蜂群需要可扩展的协调机制,以在有限通信、环境不确定性和组件故障下维持任务性能。集中式方法提供全局协调,但存在通信瓶颈和单节点脆弱性,而完全分散式方法往往缺乏任务级一致性。本文提出分层自主边缘智能(LAEI),一种结合机载学习策略与轻量级任务级监督的无人机蜂群框架。每架无人机在机载端执行局部感知、避障和动作选择,而监督层提供自适应目标重新分配、故障感知恢复和上下文相关策略指导,但不直接控制底层动作。LAEI进一步整合恢复策略,包括动态重新关联、备份监督支持和回退局部自主性,以在典型故障场景下维持任务连续性。我们在模拟无人机蜂群场景中评估LAEI,使用任务完成时间、碰撞率和覆盖效率作为指标。结果表明,LAEI在保持碰撞感知的分布式无人机级决策的同时,缩短了任务完成时间并提升了运行效率。

1
下载
关闭预览

相关内容

无人机集群编队自主协同控制方法综述
专知会员服务
79+阅读 · 2024年4月15日
面向任务的无人机集群自主决策技术
专知会员服务
192+阅读 · 2023年4月15日
无人预警机系统架构及关键技术分析
专知
14+阅读 · 2022年8月6日
无人机蜂群作战技术与多智能体系统理论
无人机
44+阅读 · 2019年1月27日
无人机集群、蜂群与蜂群算法
无人机
99+阅读 · 2018年9月25日
无人机蜂群作战概念研究
无人机
67+阅读 · 2018年7月9日
智能无人作战系统的发展
科技导报
39+阅读 · 2018年6月29日
智能无人机集群技术概述
无人机
47+阅读 · 2018年2月28日
【无人机】无人机的自主与智能控制
产业智能官
54+阅读 · 2017年11月27日
国家自然科学基金
38+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
19+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
19+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
18+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
7+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
专知会员服务
10+阅读 · 11月6日
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
8+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
5+阅读 · 11月6日
相关基金
国家自然科学基金
38+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
19+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
19+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员