已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

UAV Trajectory Planning in Wireless Sensor Networks for Energy Consumption Minimization by Deep Reinforcement Learning

强化学习 无线传感器网络 能源消耗 计算机科学 弹道 能量最小化 缩小 轨迹优化 实时计算 无线 人工智能 最优化问题 数学优化 最优控制 工程类 计算机网络 算法 数学 电信 化学 物理 计算化学 天文 电气工程 程序设计语言
作者
Botao Zhu,Ebrahim Bedeer,Ha H. Nguyen,Robert Barton,Jérôme Henry
出处
期刊:IEEE Transactions on Vehicular Technology [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:70 (9): 9540-9554 被引量:171
标识
DOI:10.1109/tvt.2021.3102161
摘要

Unmanned aerial vehicles (UAVs) have emerged as a promising candidate solution for data collection of large-scale wireless sensor networks (WSNs). In this paper, we investigate a UAV-aided WSN, where cluster heads (CHs) receive data from their member nodes, and a UAV is dispatched to collect data from CHs. We aim to minimize the total energy consumption of the UAV-WSN system in a complete round of data collection. Toward this end, we formulate the energy consumption minimization problem as a constrained combinatorial optimization problem by jointly selecting CHs from clusters and planning the UAV's visiting order to the selected CHs. The formulated energy consumption minimization problem is NP-hard, and hence, hard to solve optimally. To tackle this challenge, we propose a novel deep reinforcement learning (DRL) technique, pointer network-A* (Ptr-A*), which can efficiently learn the UAV trajectory policy for minimizing the energy consumption. The UAV's start point and the WSN with a set of pre-determined clusters are fed into the Ptr-A*, and the Ptr-A* outputs a group of CHs and the visiting order of CHs, i.e., the UAV's trajectory. The parameters of the Ptr-A* are trained on small-scale clusters problem instances for faster training by using the actor-critic algorithm in an unsupervised manner. Simulation results show that the trained models based on 20-clusters and 40-clusters have a good generalization ability to solve the UAV's trajectory planning problem in WSNs with different numbers of clusters, without retraining the models. Furthermore, the results show that our proposed DRL algorithm outperforms two baseline techniques.
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
dadabad完成签到 ,获得积分10
刚刚
干净寻冬完成签到,获得积分10
1秒前
Kuseite发布了新的文献求助10
2秒前
LSL丶完成签到,获得积分10
10秒前
SciGPT应助Kuseite采纳,获得10
13秒前
Rewi_Zhang完成签到,获得积分10
14秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
若宫伊芙应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
阿玖完成签到 ,获得积分20
16秒前
17秒前
羞涩的傲菡完成签到,获得积分10
18秒前
20秒前
汉堡包应助fanfan采纳,获得10
20秒前
21秒前
Yvonne发布了新的文献求助10
22秒前
慕青应助之野采纳,获得10
23秒前
时尚的萝发布了新的文献求助30
23秒前
ww发布了新的文献求助10
28秒前
Tumumu完成签到,获得积分0
28秒前
科研通AI2S应助Yvonne采纳,获得10
33秒前
36秒前
38秒前
38秒前
科研通AI6应助lingxi采纳,获得10
39秒前
科研通AI6应助ww采纳,获得10
41秒前
又如何发布了新的文献求助10
42秒前
44秒前
44秒前
研友_08okB8发布了新的文献求助10
45秒前
46秒前
Jayzie完成签到 ,获得积分10
47秒前
49秒前
君临天下发布了新的文献求助10
49秒前
51秒前
赘婿应助ww采纳,获得10
53秒前
53秒前
ding应助萌萌0522采纳,获得10
54秒前
59秒前
1分钟前
高分求助中
(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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
Research Handbook on Social Interaction 1000
Building Quantum Computers 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
二氧化碳加氢催化剂——结构设计与反应机制研究 660
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 5657709
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4811692
关于积分的说明 15080121
捐赠科研通 4815903
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2576964
邀请新用户注册赠送积分活动 1531997
关于科研通互助平台的介绍 1490508