Robust UAV Path Planning with Obstacle Avoidance for Emergency Rescue

要約

無人航空機 (UAV) は、電子偵察、農業作業、災害救助などのさまざまなタスクに効率的なツールです。
複雑な 3 次元 (3D) 環境では、UAV の障害物を回避した経路計画は、セキュリティ保証にとって重要な問題です。
この論文では、動的な UAV 軌道のための障害物と飛行禁止ゾーンを含む包括的な 3D シナリオを構築します。
さらに、シミュレーテッド・アニーリング (APF-SA) と組み合わせた新しい人工ポテンシャル場アルゴリズムが、ロバストな経路計画問題に取り組むために提案されています。
APF-SA は、引力ポテンシャル関数と斥力ポテンシャル関数を変更し、シミュレートされたアニーリングを活用して局所最小値を回避し、全体的に最適な解に収束します。
シミュレーション結果は、障害物を回避しながら UAV の効率的な自律経路計画を可能にする APF-SA の有効性を示しています。

要約(オリジナル)

The unmanned aerial vehicles (UAVs) are efficient tools for diverse tasks such as electronic reconnaissance, agricultural operations and disaster relief. In the complex three-dimensional (3D) environments, the path planning with obstacle avoidance for UAVs is a significant issue for security assurance. In this paper, we construct a comprehensive 3D scenario with obstacles and no-fly zones for dynamic UAV trajectory. Moreover, a novel artificial potential field algorithm coupled with simulated annealing (APF-SA) is proposed to tackle the robust path planning problem. APF-SA modifies the attractive and repulsive potential functions and leverages simulated annealing to escape local minimum and converge to globally optimal solutions. Simulation results demonstrate that the effectiveness of APF-SA, enabling efficient autonomous path planning for UAVs with obstacle avoidance.

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