$E^2CoPre$: Energy Efficient and Cooperative Collision Avoidance for UAV Swarms With Trajectory Prediction

避碰 最大值和最小值 弹道 粒子群优化 计算机科学 碰撞 功能(生物学) 群体行为 数学优化 避障 能量(信号处理) 领域(数学) 人工智能 算法 移动机器人 数学 机器人 数学分析 统计 物理 计算机安全 天文 进化生物学 纯数学 生物
作者
Shuangyao Huang,Haibo Zhang,Zhiyi Huang
出处
期刊:IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:25 (7): 6951-6963 被引量:1
标识
DOI:10.1109/tits.2023.3342161
摘要

This paper presents a novel solution to address the challenges in achieving energy efficiency and cooperation for collision avoidance in UAV swarms. The proposed method combines Artificial Potential Field (APF) and Particle Swarm Optimization (PSO) techniques. APF provides environmental awareness and implicit coordination to UAVs, while PSO searches for collision-free and energy-efficient trajectories for each UAV in a decentralized manner under the implicit coordination. This decentralized approach is achieved by minimizing a novel cost function that leverages the advantages of the active contour model from image processing. Additionally, future trajectories are predicted by approximating the minima of the novel cost function using calculus of variation, which enables proactive actions and defines the initial conditions for PSO. We propose a two-branch trajectory planning framework that ensures UAVs only change altitudes when necessary for energy considerations. Extensive experiments are conducted to evaluate the effectiveness and efficiency of our method in various situations.
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
星星草发布了新的文献求助10
刚刚
毛小驴完成签到,获得积分10
1秒前
失眠耳机应助1L采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
caohai完成签到,获得积分10
4秒前
Vitamin0o发布了新的文献求助10
5秒前
杰杰杰杰完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
6秒前
vans如意完成签到 ,获得积分10
6秒前
zoeylau发布了新的文献求助10
6秒前
善学以致用应助Harbour-Y采纳,获得10
7秒前
7秒前
Bo0108发布了新的文献求助10
7秒前
北欧海盗发布了新的文献求助10
8秒前
Chris学长完成签到,获得积分10
8秒前
给我点光环完成签到,获得积分10
10秒前
暴力比巴波完成签到,获得积分10
10秒前
顾白凡完成签到,获得积分0
10秒前
小田心发布了新的文献求助10
10秒前
mzb发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
平淡的雁开完成签到 ,获得积分10
13秒前
乐乐应助浙江嘉兴采纳,获得10
13秒前
所所应助笑嘻嘻采纳,获得10
13秒前
敖江风云完成签到,获得积分10
13秒前
科研通AI2S应助可爱的雪卉采纳,获得10
14秒前
14秒前
呱呱完成签到,获得积分20
14秒前
gyhmybsy完成签到,获得积分10
14秒前
Bo0108完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
小蘑菇应助a啊哈哈哈采纳,获得10
15秒前
sidegate应助辛勤夜安采纳,获得10
15秒前
zqg发布了新的文献求助30
15秒前
15秒前
蜡笔小新完成签到,获得积分10
17秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
The Kinetic Nitration and Basicity of 1,2,4-Triazol-5-ones 440
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 3159611
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2810617
关于积分的说明 7888779
捐赠科研通 2469621
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1314994
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630722
版权声明 602012