3D Trajectory Planning for UAV-based Search Missions: An Integrated Assessment and Search Planning Approach

要約

自然災害や人災が発生した際に、困難で複雑な環境で捜索任務を効率的に計画し、実行する能力は不可欠です。
多くの緊急事態では、生存者を見つけるために、障害物の間を正確に移動し、3D 構造物を時間効率よく探索することが不可欠です。
この作業では、自律型 UAV (無人航空機) エージェントが 3D 環境で衝突のない探索軌道を計画および実行できるようにする統合評価および探索計画アプローチを提案します。
より具体的には、提案された捜索計画フレームワークは、従来の捜索救助 (SAR) ミッションの最初の 2 つのフェーズ (つまり、評価フェーズと捜索フェーズ) を統合して自動化することを目的としています。
評価計画と呼ばれる最初の段階では、一連の関心のあるポイントを訪問するために UAV エージェントが実行できる高レベルの評価計画を見つけることを目指しています。
この段階で生成された計画は、UAV が関心のあるオブジェクトの上を飛行するように誘導し、目前の状況の最初の評価を提供します。
探索計画と呼ばれる第 2 段階では、UAV の軌道がさらに微調整され、UAV が生存者の関心対象を 3D で (つまり、すべての面で) 探索できるようになります。
提案されたアプローチのパフォーマンスは、広範なシミュレーション分析を通じて実証されています。

要約(オリジナル)

The ability to efficiently plan and execute search missions in challenging and complex environments during natural and man-made disasters is imperative. In many emergency situations, precise navigation between obstacles and time-efficient searching around 3D structures is essential for finding survivors. In this work we propose an integrated assessment and search planning approach which allows an autonomous UAV (unmanned aerial vehicle) agent to plan and execute collision-free search trajectories in 3D environments. More specifically, the proposed search-planning framework aims to integrate and automate the first two phases (i.e., the assessment phase and the search phase) of a traditional search-and-rescue (SAR) mission. In the first stage, termed assessment-planning we aim to find a high-level assessment plan which the UAV agent can execute in order to visit a set of points of interest. The generated plan of this stage guides the UAV to fly over the objects of interest thus providing a first assessment of the situation at hand. In the second stage, termed search-planning, the UAV trajectory is further fine-tuned to allow the UAV to search in 3D (i.e., across all faces) the objects of interest for survivors. The performance of the proposed approach is demonstrated through extensive simulation analysis.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google