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A swarm intelligence framework in complex environments: Optimizing area coverage guidance and control

delete2025-10-13
delete0
PRE
AI
J
Jiahao Sun
S
Sen Han *
S
Shifeng Ding
L
Lingxiao Yan
F
Fang Li
李洲 封面图
李洲 (Li Zhou)
DOI:10.1016/j.engappai.2025.112662delete
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摘要

摘要

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随着人工智能技术的发展,部署多艘无人水面艇(multi-USVs)提高了效率与安全性,但也引入了环境干扰、法规遵从(COLREGs)和避碰等挑战。本研究提出了一种集成框架,通过Theta-Integrated Divide Areas Trajectory Planning(TDAP)算法进行动态约束覆盖规划、非线性模型预测控制(NMPC)在风/流变化下的鲁棒轨迹跟踪,以及结合虚拟障碍线的Dynamic Theta*(D-Theta*)算法实现符合COLREGs的避碰——包括目标船舶未响应时的紧急规避。仿真结果表明,该框架在各类场景中均能实现高覆盖效率、精确轨迹跟踪和持续安全航行。该框架显著提升了多-USV在复杂环境中的协同作业与安全性,实现了无需直接人工干预的可靠自主运行。

期刊

Engineering Applications of Artificial Intelligence 封面图
Engineering Applications of Artificial Intelligence
IF:
8
论文数:
5.7K
被引数:
3.5W

机构

S
shanghai jiao tong university
学者数:
15.7W
论文数: 11.7W
被引数: 159
J
Jiangsu University of Science and Technology
学者数:
6.5K
论文数: 2.2K
被引数: 263
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