This paper explores the application of Artificial Intelligence (AI) techniques for generating the trajectories of fleets of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). The two main challenges addressed include accurately predicting the paths of UAVs and efficiently avoiding collisions between them. Firstly, the paper systematically applies a diverse set of activation functions to a Feedforward Neural Network (FFNN) with a single hidden layer, which enhances the accuracy of the predicted path compared to previous work. Secondly, we introduce a novel activation function, AdaptoSwelliGauss, which is a sophisticated fusion of Swish and Elliott activations, seamlessly integrated with a scaled and shifted Gaussian component. Swish facilitates smooth transitions, Elliott captures abrupt trajectory changes, and the scaled and shifted Gaussian enhances robustness against noise. This dynamic combination is specifically designed to excel in capturing the complexities of UAV trajectory prediction. This new activation function gives substantially better accuracy than all existing activation functions. Thirdly, we propose a novel Integrated Collision Detection, Avoidance, and Batching (ICDAB) strategy that merges two complementary UAV collision avoidance techniques: changing UAV trajectories and altering their starting times, also referred to as batching. This integration helps overcome the disadvantages of both - reduction in the number of trajectory manipulations, which avoids overly convoluted paths in the first technique, and smaller batch sizes, which reduce overall takeoff time in the second.


翻译:本文探讨了人工智能(AI)技术在无人机群轨迹生成中的应用。研究主要解决两个挑战:准确预测无人机路径以及高效避免无人机间碰撞。首先,系统性地将多种激活函数应用于含单隐藏层的前馈神经网络(FFNN),相较于先前研究提高了路径预测精度。其次,我们提出新型激活函数AdaptoSwelliGauss,该函数融合Swish与Elliott激活函数的优势,并与经过缩放和平移的高斯分量无缝集成。Swish函数保证平滑过渡,Elliott函数捕捉轨迹突变,而缩放平移的高斯分量则增强抗噪能力。这种动态组合专为捕捉无人机轨迹预测的复杂性而设计,其预测精度显著优于所有现有激活函数。第三,我们提出一种新型集成碰撞检测、规避与分批(ICDAB)策略,该策略融合两种互补的无人机碰撞避免技术:改变无人机轨迹和调整起飞时间(亦称分批)。这种集成克服了两种方法的固有缺陷——既减少了轨迹调整次数(避免第一种方法中过度复杂的路径),又可采用更小的分批规模(缩短第二种方法中的总起飞时间)。

0
下载
关闭预览

相关内容

在人工神经网络中,给定一个输入或一组输入,节点的激活函数定义该节点的输出。一个标准集成电路可以看作是一个由激活函数组成的数字网络,根据输入的不同,激活函数可以是开(1)或关(0)。这类似于神经网络中的线性感知器的行为。然而,只有非线性激活函数允许这样的网络只使用少量的节点来计算重要问题,并且这样的激活函数被称为非线性。
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
2026“人工智能+”行业发展蓝皮书(附下载)
专知会员服务
5+阅读 · 今天12:11
《强化学习数学基础》
专知会员服务
3+阅读 · 今天12:07
“Maven计划”的发展演变之“Maven智能系统”应用
《无人机革命:来自俄乌战场的启示》(报告)
专知会员服务
7+阅读 · 今天6:48
《实现联合作战能力所需的技术》58页报告
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:30
以色列运用人工智能优化空袭警报系统
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:20
以色列在多条战线部署AI智能体
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:12
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员