Coverage of an inaccessible or challenging region with potential health and safety hazards, such as in a volcanic region, is difficult yet crucial from scientific and meteorological perspectives. Areas contained within the region often provide valuable information of varying importance. We present an algorithm to optimally cover a volcanic region in Hawai`i with an unmanned aerial vehicle (UAV). The target region is assigned with a nonuniform coverage importance score distribution. For a specified battery capacity of the UAV, the optimization problem seeks the path that maximizes the total coverage area and the accumulated importance score while penalizing the revisiting of the same area. Trajectories are generated offline for the UAV based on the available power and coverage information map. The optimal trajectory minimizes the unspent battery power while enforcing that the UAV returns to its starting location. This multi-objective optimization problem is solved by using sequential quadratic programming. The details of the competitive optimization problem are discussed along with the analysis and simulation results to demonstrate the applicability of the proposed algorithm.


翻译:从科学和气象的角度来看,难以覆盖可能存在健康和安全危害的无法进入或具有挑战性的区域,如火山地区,很难覆盖,但从科学和气象的角度来看,这一问题至关重要。区域内的一些地区往往提供不同重要性的宝贵信息。我们用无人驾驶飞行器(UAV)提出一种算法,优化覆盖Hawai`i火山地区;指定目标地区为非统一覆盖区,分配重要分数。对于无人驾驶飞行器指定的电池容量,优化问题寻求一条途径,以最大限度地扩大总覆盖面积和累计重要分数,同时惩罚同一地区的重新审视。轨迹是根据现有功率和覆盖范围信息地图为无人驾驶飞行器而离线生成的轨迹。最佳轨迹将未使用的电池功率降至最小,同时强制将无人驾驶飞行器返回其起始位置。这一多目标优化问题通过连续的四极编程解决。竞争优化问题的细节与分析和模拟结果一起讨论,以证明拟议算法的适用性。

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
78+阅读 · 2020年7月26日
Python图像处理,366页pdf,Image Operators Image Processing in Python
【Manning新书】现代Java实战,592页pdf
专知会员服务
99+阅读 · 2020年5月22日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
计算机 | 国际会议信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年7月3日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
计算机 | ISMAR 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年3月5日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
视觉机械臂 visual-pushing-grasping
CreateAMind
3+阅读 · 2018年5月25日
IEEE2018|An Accurate and Real-time 3D Tracking System for Robots
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Arxiv
3+阅读 · 2021年6月9日
Arxiv
7+阅读 · 2020年6月29日
Arxiv
3+阅读 · 2017年11月20日
VIP会员
相关资讯
计算机 | 国际会议信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年7月3日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
计算机 | ISMAR 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年3月5日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
视觉机械臂 visual-pushing-grasping
CreateAMind
3+阅读 · 2018年5月25日
IEEE2018|An Accurate and Real-time 3D Tracking System for Robots
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员