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面向应急场景最小化数据收集时间的无人机路径优化方法

Optimizing Unmanned Aerial Vehicle Paths to Minimize Data Collection Time in Emergency Scenarios

作     者:李坤坤 冯楠 魏忠诚 王巍 赵继军 LI Kunkun;FENG Nan;WEI Zhongcheng;WANG Wei;ZHAO Jijun

作者机构:河北工程大学信息与电气工程学院河北邯郸056038 河北省安防信息感知与处理重点实验室河北邯郸056038 

出 版 物:《无线电通信技术》 (Radio Communications Technology)

年 卷 期:2024年第50卷第5期

页      面:940-948页

学科分类:0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

基  金:国家自然科学基金(61802107) 河北省高等学校科学技术研究项目(ZD2020171) 

主  题:应急场景 无人机 物联网节点 数据收集 路径优化 

摘      要:针对应急场景中无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)辅助物联网节点(Internet of Things Node,IoTN)收集数据过程数据时效性差的问题,提出了一种基于费马点最小化数据收集时间的UAV路径优化方法。费马点的选取能够有效地优化UAV飞行路径,从而使数据收集时间最小,确保收集数据的及时性。该方法通过路径离散化将UAV飞行路径分段,利用连续凸优化(Successive Convex Approximation,SCA)转化复杂混合整数问题的非凸约束,围绕节点的联通性,优化UAV飞行速度与悬停点,求解出最小化数据收集时间的飞行路径。仿真结果表明,所提方法在收集数据时间方面相较于传统方法有6%的提升。

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