间歇式信息传输条件下无人机搜索覆盖规划

作     者：曹志强 张佳 辛斌 CAO Zhiqiang;ZHANG Jia;XIN Bin

作者机构：北京理工大学自动化学院北京100081 

出 版 物：《系统工程与电子技术》 (Systems Engineering and Electronics)

年 卷 期：2024年第46卷第1期

页      面：152-161页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金(61903036) 国家自然科学基金优秀青年基金(61822304)资助课题。 

主　　题：通信耦合 层次聚类 解空间压缩 遗传算法 

摘      要：在基站通信范围受限条件下,若无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)执行覆盖搜索任务时经常返回至基站通信范围内实现间歇式信息传输,能够扩展其覆盖区域和提高执行任务的灵活性。为最小化所有环境位点信息传回基站的时间之和,需解决覆盖规划和间歇式通信时机选择的耦合问题。在覆盖的目标点较少且分散时,采用改进的层次聚类方法求解每次往返需要覆盖的路径点集合。在需要进行区域全覆盖时,则在求解完区域的覆盖路径后,以最小化时间之和为目标,对目标函数进行分析,确定最优返回次数的搜索范围,压缩解空间。对该搜索范围进行遍历搜索得到最优往返次数,然后利用遗传算法优化UAV返回位点。与前沿算法对比,所提算法在目标函数和覆盖路径质量上具有一定的提升。