에너지 제한된 UAV와 이동식 충전 UGV를 이용한 효율적인 영역 커버리지 계획

Основні поняття

에너지 제한된 UAV와 이동식 충전 UGV를 이용하여 주어진 영역을 효율적으로 커버하는 경로 계획 알고리즘을 제안한다.

Анотація

이 논문은 에너지 제한된 무인항공기(UAV)와 이동식 충전 무인지상차량(UGV)을 이용한 영역 커버리지 문제를 다룬다. 각 로봇은 자신의 지정된 영역을 커버해야 하며, UAV는 에너지 제약으로 인해 UGV와 주기적으로 만나 충전해야 한다.

제안하는 AG-CVG 알고리즘은 다음과 같은 4단계로 구성된다:

1. 에너지 제약을 고려하지 않고 효율적인 단일 로봇 커버리지 경로를 생성한다.
2. 최악의 경우 만남 비용을 계산하기 위해 이분 그래프를 구축한다.
3. UAV와 UGV의 경로를 클러스터링하여 UAV가 한 번의 충전으로 커버할 수 있는 구간을 찾는다.
4. 클러스터링된 경로들 간의 이분 그래프 매칭을 통해 최적의 만남 지점을 찾는다.

실험 결과, 제안 방법이 그리디 방법에 비해 평균 11.33% 만남 비용을 줄일 수 있음을 보였다. 또한 실제 VOXL m500 드론과 Clearpath Jackal 지상 차량을 이용한 필드 실험을 통해 제안 방법의 실용성을 입증하였다.

Статистика

제안 방법(AG-CVG)이 그리디 방법에 비해 평균 11.33% 만남 비용을 줄일 수 있다.
일부 시나리오에서는 최대 25%의 비용 감소 효과를 보였다.

Цитати

"이 문제는 NP-hard로 증명되었기 때문에 휴리스틱 방법을 사용하여 해결한다."
"제안하는 AG-CVG 알고리즘은 에너지 제약을 고려하면서도 효율적인 커버리지 경로를 생성할 수 있다."

Ключові висновки, отримані з

AG-CVG

by Nare Karapet... о arxiv.org 03-18-2024

https://arxiv.org/pdf/2310.07621.pdf

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