This paper systematically studies the cooperative area coverage and target tracking problem of multiple-unmanned aerial vehicles (multi-UAVs). The problem is solved by decomposing into three sub-problems: information fusion, task assignment, and multi-UAV behavior decision-making. Specifically, in the information fusion process, we use the maximum consistency protocol to update the joint estimation states of multi-targets (JESMT) and the area detection information. The area detection information is represented by the equivalent visiting time map (EVTM), which is built based on the detection probability and the actual visiting time of the area. Then, we model the task assignment problem of multi-UAV searching and tracking multi-targets as a network flow model with upper and lower flow bounds. An algorithm named task assignment minimum-cost maximum-flow (TAMM) is proposed. Cooperative behavior decision-making uses Fisher information as the mission reward to obtain the optimal tracking action of the UAV. Furthermore, a coverage behavior decision-making algorithm based on the anti-flocking method is designed for those UAVs assigned the coverage task. Finally, a distributed multi-UAV cooperative area coverage and target tracking algorithm is designed, which integrates information fusion, task assignment, and behavioral decision-making. Numerical and hardware-in-the-loop simulation results show that the proposed method can achieve persistent area coverage and cooperative target tracking.


翻译:本文系统地研究多无人驾驶航空器(多无人驾驶航空器)的合作领域范围和目标跟踪问题。通过将多无人驾驶航空器搜索和跟踪多目标的任务分配问题分为三个小问题来解决问题:信息聚合、任务分配和多无人驾驶航空器行为决策。具体地说,在信息融合过程中,我们使用最大一致性协议更新多目标(JESMT)和地区探测信息的联合估计状态;地区检测信息以相应的访问时间图(EVTM)为代表,该访问时间图以该地区的探测概率和实际访问时间为基础;然后,我们将多无人驾驶航空器搜索和跟踪多目标的任务分配问题作为具有上下流动界限的网络流动模式。提议采用一个名为任务分配最低成本流量(TAMM)的算法来更新多目标(JESMT)和地区探测信息的联合估计状态。合作行为决策利用渔业信息作为特派团最佳跟踪行动。此外,基于反锁定方法的覆盖行为决策算法是为这些无人驾驶航空器分配任务设计的。最后,一个分布的多无人驾驶航空器搜索和跟踪多目标区域,以显示持续分析任务、合作行为追踪和跟踪方式显示持续任务任务。</s>

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
专知会员服务
42+阅读 · 2020年12月18日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3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
【跟踪Tracking】15篇论文+代码 | 中秋快乐~
专知
18+阅读 · 2018年9月24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
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月4日
Arxiv
27+阅读 · 2018年4月12日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3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
【跟踪Tracking】15篇论文+代码 | 中秋快乐~
专知
18+阅读 · 2018年9月24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
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员