We study a resource allocation problem for the cooperative aerial-ground vehicle routing application, in which multiple Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) with limited battery capacity and multiple Unmanned Ground Vehicles (UGVs) that can also act as a mobile recharging stations need to jointly accomplish a mission such as persistently monitoring a set of points. Due to the limited battery capacity of the UAVs, they sometimes have to deviate from their task to rendezvous with the UGVs and get recharged. Each UGV can serve a limited number of UAVs at a time. In contrast to prior work on deterministic multi-robot scheduling, we consider the challenge imposed by the stochasticity of the energy consumption of the UAV. We are interested in finding the optimal recharging schedule of the UAVs such that the travel cost is minimized and the probability that no UAV runs out of charge within the planning horizon is greater than a user-defined tolerance. We formulate this problem ({Risk-aware Recharging Rendezvous Problem (RRRP))} as an Integer Linear Program (ILP), in which the matching constraint captures the resource availability constraints and the knapsack constraint captures the success probability constraints. We propose a bicriteria approximation algorithm to solve RRRP. We demonstrate the effectiveness of our formulation and algorithm in the context of one persistent monitoring mission.


翻译:我们研究的是合作型陆空车辆航线应用的资源分配问题,在这种应用中,多个无人驾驶航空飞行器(无人驾驶飞行器)的电池容量有限,而且可充当机动补给站的多无人地面飞行器(UGVs),需要共同完成一个任务,如持续监测一组点等。由于无人驾驶飞行器的电池容量有限,它们有时不得不偏离任务,与UGVs会合并获得补给。每个UGV都可同时为数量有限的UAV提供服务。与以前关于确定性多机器人时间表的工作不同,我们考虑的是,由于UAV的能源消耗的可选性,我们也可以作为机动地面飞行器(UGVs)的机动补给站(UGVs)所带来的挑战。我们有兴趣找到UAVs的最佳重新定位时间表,这样可以最大限度地降低旅行费用,而没有无人驾驶UAVs在规划范围内收费的可能性大于用户定义的容忍度。我们将这一问题({Risk-awareging Reconndivewardous Probilds (RP)}),我们考虑的是,与以前关于确定多式多式多机器人能源消耗安排消耗安排的可获取性安排的可获取性方案(RILILILIL)相比,这是一种测量性限制的可获取性测量性控制,这是一种资源的可获取性测量性控制,这是一种测量性地标程内一种测量性控制的一种测量性控制。

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