Unmanned aerial vehicles (UAVs), commonly known as drones, are being increasingly deployed throughout the globe as a means to streamline logistic and monitoring routines. When dispatched on autonomous missions, drones require an intelligent decision-making system for trajectory planning and tour optimization. Given the limited capacity of their on-board batteries, a key design challenge is to ensure the underlying algorithms can efficiently optimize the mission objectives along with recharging operations during long-haul flights. This paper presents a comprehensive study on automated management systems for battery-operated drones: (1) We conduct empirical studies to model the battery performance of drones, considering various flight scenarios. (2) We study a joint problem of flight mission planning and recharging optimization for drones with an objective to complete a tour mission for a set of sites of interest in the shortest time considering the possibilities of recharging. (3) We present algorithms for solving the problem of flight mission planning and recharging optimization. (4) We implemented our algorithms in a drone management system, which supports real-time flight path tracking and re-computation in dynamic environments. We also evaluated the results of our algorithms in a case study using data from empirical studies, which shows significant improvement over a typical benchmark algorithm.


翻译:无人驾驶航空飞行器(无人驾驶飞行器)通常称为无人驾驶飞机,正越来越多地在全球各地部署,作为精简后勤和监测例行工作的手段。无人驾驶飞机在自主飞行任务中部署时,需要有一个智能决策系统来进行轨迹规划和优化巡航。鉴于机载电池的能力有限,关键的设计挑战是确保基本算法能够有效地优化飞行任务目标,同时在长途飞行期间进行补给作业。本文介绍了关于电池操作无人驾驶飞机自动管理系统的全面研究:(1) 我们进行实验研究,以模拟无人驾驶飞机的电池性能,同时考虑到各种飞行情况。(2) 我们研究飞行飞行任务规划和重新优化无人驾驶飞机的联合问题,目标是在最短的时间内完成一组感兴趣的地点的考察任务,同时考虑到再补给的可能性。(3) 我们提出算法,以解决飞行飞行任务规划和再配电优化的问题。(4) 我们在无人驾驶飞机管理系统中应用了我们的算法,支持实时飞行路径跟踪和在动态环境中重新配置。我们还评估了我们的算法结果,在一项案例研究中利用典型的算法进行重大改进。

0
下载
关闭预览

相关内容

最优化是应用数学的一个分支,主要指在一定条件限制下,选取某种研究方案使目标达到最优的一种方法。最优化问题在当今的军事、工程、管理等领域有着极其广泛的应用。
专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2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
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10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
无人机视觉挑战赛 | ICCV 2019 Workshop—VisDrone2019
PaperWeekly
7+阅读 · 2019年5月5日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
机器人开发库软件大列表
专知
10+阅读 · 2018年3月18日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
【计算机类】期刊专刊/国际会议截稿信息6条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年10月13日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
VIP会员
相关资讯
无人机视觉挑战赛 | ICCV 2019 Workshop—VisDrone2019
PaperWeekly
7+阅读 · 2019年5月5日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
机器人开发库软件大列表
专知
10+阅读 · 2018年3月18日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
【计算机类】期刊专刊/国际会议截稿信息6条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年10月13日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员