Communication and Control in Collaborative UAVs: Recent Advances and Future Trends

要約

無人航空機 (UAV) 技術の最近の進歩により、軍用、民生用、および商業用の UAV ベースのアプリケーションが大幅に進歩しました。
それにもかかわらず、高速通信リンクの確立、柔軟な制御戦略、UAV の群れのための効率的な共同意思決定アルゴリズムの開発という課題により、自律性、堅牢性、および信頼性が制限されます。
そのため、UAV の群れが協調して自律的に通信し、効率と信頼性を向上させて短時間でタスクを完了することを可能にする協調通信への注目が高まっています。
この作品は、マルチ UAV システムにおける共同通信の包括的なレビューを提示します。
インテリジェント UAV の特性と、自律的なコラボレーションと調整のための通信と制御の要件について徹底的に説明します。
さらに、さまざまな UAV コラボレーション タスクを確認し、密集した都市環境向けの UAV スウォーム ネットワークのアプリケーションを要約し、ユース ケース シナリオを提示して、さまざまなドメインにおける UAV ベースのアプリケーションの現在の開発を強調します。
最後に、共同 UAV の研究を進めるために注意が必要な、いくつかのエキサイティングな将来の研究の方向性を特定します。

要約(オリジナル)

The recent progress in unmanned aerial vehicles (UAV) technology has significantly advanced UAV-based applications for military, civil, and commercial domains. Nevertheless, the challenges of establishing high-speed communication links, flexible control strategies, and developing efficient collaborative decision-making algorithms for a swarm of UAVs limit their autonomy, robustness, and reliability. Thus, a growing focus has been witnessed on collaborative communication to allow a swarm of UAVs to coordinate and communicate autonomously for the cooperative completion of tasks in a short time with improved efficiency and reliability. This work presents a comprehensive review of collaborative communication in a multi-UAV system. We thoroughly discuss the characteristics of intelligent UAVs and their communication and control requirements for autonomous collaboration and coordination. Moreover, we review various UAV collaboration tasks, summarize the applications of UAV swarm networks for dense urban environments and present the use case scenarios to highlight the current developments of UAV-based applications in various domains. Finally, we identify several exciting future research direction that needs attention for advancing the research in collaborative UAVs.

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