Cooperative path planning optimization for multiple UAVs with communication constraints

运动规划 粒子群优化 计算机科学 路径(计算) 水准点(测量) 数学优化 算法 人工智能 机器人 数学 大地测量学 程序设计语言 地理
作者
Liang Xu,Xianbin Cao,Wenbo Du,Yumeng Li
出处
期刊:Knowledge Based Systems [Elsevier]
卷期号:260: 110164-110164 被引量:94
标识
DOI:10.1016/j.knosys.2022.110164
摘要

Path planning is a complicated optimization problem that is crucial for the safe flight of unmanned aerial vehicles (UAVs). Especially in the scenarios involving multiple UAVs, this problem is highly challenging due to the constraints of complex environments, various tasks and inherent UAV maneuverability. In this paper, a cooperative path planning model for multiple UAVs is presented. In addition to common limitations such as the path length minimization, UAV maneuverability limitation and collision avoidance, the communication requirements between UAVs and the impact of obstacles in the flight environment on the quality of communication are also taken into account in the presented path planning model. On this basis, the corresponding objective function is designed. Then, an improved particle swarm optimization (PSO) algorithm is proposed to solve the above path planning problem. Utilizing the ideas of the dynamic multi-swarm PSO (DMSPSO) algorithm and the comprehensive learning PSO (CLPSO) algorithm, the proposed algorithm, denoted as CL-DMSPSO, further improves the performance of both algorithms. The effectiveness and superiority of the novel CL-DMSPSO algorithm is verified on benchmark functions, especially for complex multimodal functions. Finally, we present an effective path planning method using CL-DMSPSO to generate optimized flyable paths for multiple UAVs. And simulation and comparison results on the designed scenario indicate the proposed UAV path planning method can efficiently plan high-quality paths for UAVs and demonstrate the advantages of the proposed CL-DMSPSO algorithm compared with other PSO algorithms in UAV path planning.
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
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
CodeCraft应助Zyc采纳,获得10
刚刚
coke完成签到,获得积分10
1秒前
坦率白竹完成签到,获得积分10
4秒前
jiayou完成签到,获得积分10
5秒前
ddstty完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
巅峰囚冰完成签到,获得积分10
7秒前
daniel2233应助寒冷的小熊猫采纳,获得10
8秒前
10秒前
缥缈的觅风完成签到 ,获得积分10
10秒前
热心擎宇发布了新的文献求助10
11秒前
14秒前
15秒前
爱咋咋地发布了新的文献求助10
16秒前
利华尔完成签到,获得积分10
16秒前
jtyt发布了新的文献求助10
16秒前
后知后觉完成签到,获得积分10
16秒前
十九集完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
Zyc发布了新的文献求助10
19秒前
momo发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
caomei完成签到 ,获得积分10
19秒前
热心擎宇完成签到,获得积分10
21秒前
LLLxy完成签到,获得积分20
22秒前
小青椒应助杜文彦采纳,获得60
22秒前
朴素羊完成签到 ,获得积分10
22秒前
传奇3应助君故采纳,获得10
23秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
23秒前
25秒前
26秒前
fgh完成签到 ,获得积分10
26秒前
26秒前
李爱国应助虚心的海蓝采纳,获得10
28秒前
Vicky完成签到 ,获得积分10
29秒前
梁平完成签到 ,获得积分10
30秒前
huiseXT完成签到,获得积分10
30秒前
wenti完成签到,获得积分10
30秒前
Jade0259完成签到 ,获得积分10
31秒前
扶光完成签到,获得积分10
31秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5742464
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5408439
关于积分的说明 15345013
捐赠科研通 4883738
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625271
邀请新用户注册赠送积分活动 1574132
关于科研通互助平台的介绍 1531071