Path Planning methods for autonomously controlling swarms of unmanned aerial vehicles (UAVs) are gaining momentum due to their operational advantages. An increasing number of scenarios now require autonomous control of multiple UAVs, as autonomous operation can significantly reduce labor costs. Additionally, obtaining optimal flight paths can lower energy consumption, thereby extending battery life for other critical operations. Many of these scenarios, however, involve obstacles such as power lines and trees, which complicate Path Planning. This paper presents an evolutionary computation-based system employing genetic algorithms to address this problem in environments with obstacles. The proposed approach aims to ensure complete coverage of areas with fixed obstacles, such as in field exploration tasks, while minimizing flight time regardless of map size or the number of UAVs in the swarm. No specific goal points or prior information beyond the provided map is required. The experiments conducted in this study used five maps of varying sizes and obstacle densities, as well as a control map without obstacles, with different numbers of UAVs. The results demonstrate that this method can determine optimal paths for all UAVs during full map traversal, thus minimizing resource consumption. A comparative analysis with other state-of-the-art approach is presented to highlight the advantages and potential limitations of the proposed method.


翻译:无人机群自主控制的路径规划方法因其操作优势正日益受到关注。随着越来越多场景需要多无人机自主控制,自主运行能显著降低人力成本。此外,获取最优飞行路径可降低能耗,从而延长其他关键任务的电池续航时间。然而,许多场景中存在电线、树木等障碍物,使路径规划复杂化。本文提出一种基于进化计算的系统,采用遗传算法解决含障碍物环境中的该问题。所提方法旨在确保对固定障碍物区域(如野外勘探任务)的完全覆盖,同时无论地图规模或集群中无人机数量如何,均能最小化飞行时间。除提供的地图外,无需特定目标点或先验信息。本研究使用五幅不同尺寸和障碍物密度的地图以及无障碍对照地图,在不同无人机数量下进行实验。结果表明,该方法能在全图遍历过程中为所有无人机确定最优路径,从而最小化资源消耗。通过与其他前沿方法的对比分析,突显了所提方法的优势与潜在局限性。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
0+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
46+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2023年5月31日
VIP会员
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
0+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
46+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员