Learning-Based UAV Path Planning for Data Collection With Integrated Collision Avoidance

计算机科学 马尔可夫决策过程 运动规划 避碰 弹道 频道(广播) 实时计算 任务(项目管理) 路径(计算) 参数化复杂度 马尔可夫过程 碰撞 数据收集 过程(计算) 分布式计算 计算机网络 人工智能 算法 机器人 计算机安全 物理 操作系统 统计 经济 管理 数学 天文
作者
Xueyuan Wang,M. Cenk Gursoy,Tugba Erpek,Yalin E. Sagduyu
出处
期刊:IEEE Internet of Things Journal [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:9 (17): 16663-16676 被引量:39
标识
DOI:10.1109/jiot.2022.3153585
摘要

Unmanned aerial vehicles (UAVs) are expected to be an integral part of wireless networks, and determining collision-free trajectory in multi-UAV non-cooperative scenarios while collecting data from distributed Internet of Things (IoT) nodes is a challenging task. In this paper, we consider a path planning optimization problem to maximize the collected data from multiple IoT nodes under realistic constraints. The considered multi-UAV non-cooperative scenarios involve random number of other UAVs in addition to the typical UAV, and UAVs do not communicate or share information among each other. We translate the problem into a Markov decision process (MDP) with parameterized states, permissible actions, and detailed reward functions. Dueling double deep Q-network (D3QN) is proposed to learn the decision making policy for the typical UAV, without any prior knowledge of the environment (e.g., channel propagation model and locations of the obstacles) and other UAVs (e.g., their missions, movements, and policies). The proposed algorithm can adapt to various missions in various scenarios, e.g., different numbers and positions of IoT nodes, different amount of data to be collected, and different numbers and positions of other UAVs. Numerical results demonstrate that real-time navigation can be efficiently performed with high success rate, high data collection rate, and low collision rate.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
白竹完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
MOS发布了新的文献求助150
2秒前
18-Crown-6完成签到 ,获得积分10
4秒前
马大翔应助开开SWAG采纳,获得10
6秒前
6秒前
顺顺欣发布了新的文献求助30
7秒前
8秒前
8秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
genomed应助科研通管家采纳,获得20
8秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
houchengru发布了新的文献求助10
9秒前
打屁飞完成签到,获得积分10
9秒前
牛马人生发布了新的文献求助10
11秒前
quan完成签到,获得积分10
12秒前
lxj发布了新的文献求助10
13秒前
纯情的砖家完成签到,获得积分10
13秒前
彭于晏应助ssk采纳,获得10
17秒前
liumu完成签到 ,获得积分10
18秒前
田様应助李昕123采纳,获得10
19秒前
wking应助丙子哥采纳,获得10
20秒前
能干花瓣完成签到,获得积分10
20秒前
醉舞烟罗完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
Yn完成签到 ,获得积分10
22秒前
后知后觉完成签到,获得积分10
24秒前
27秒前
31秒前
研友_VZG7GZ应助hwezhu采纳,获得10
31秒前
32秒前
32秒前
仁爱的伯云完成签到,获得积分10
33秒前
八九完成签到 ,获得积分10
33秒前
34秒前
34秒前
Mouasin完成签到,获得积分10
34秒前
顺其自然完成签到 ,获得积分10
35秒前
李昕123发布了新的文献求助10
36秒前
高分求助中
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 800
Essentials of thematic analysis 700
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Внешняя политика КНР: о сущности внешнеполитического курса современного китайского руководства 500
Revolution und Konterrevolution in China [by A. Losowsky] 500
Manual of Sewer Condition Classification 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3122853
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2773205
关于积分的说明 7716973
捐赠科研通 2428741
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1289978
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 621678
版权声明 600188