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Distributed Multi-UAV 3D Trajectory Planning Based on Multi-Agent Deep Reinforcement Learning

delete2026-01-01
delete0
PRE
AI
J
Junnan Pan
Y
Yun Li
R
Rong Chai
S
Shichao Xia
L
Linli Zuo
DOI:10.1109/TCCN.2025.3635105delete
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摘要

摘要

En 中文
在万物互联背景下,智能城市场景中无人 aerial vehicles (UAVs) 的广泛应用,使得多-UAV 协同轨迹规划面临包括成本约束、碰撞风险和复杂动作空间在内的多重挑战。为解决这些问题,提出了一种分布式多-UAV 三维轨迹规划协同优化方法,该方法通过联合优化 UAVs 能耗和 Age of Information (AoI) 来提升系统效率。首先,设计了一种基于改进遗传算法的优化机制,通过引入威胁因子和复合奖励因子来确定 UAVs 数量。然后,建立了一种多智能体深度强化学习 (MADRL) 支持的协同规划框架,将轨迹规划问题建模为多目标马尔可夫决策过程 (MDP),并通过分布式策略网络在复杂城市环境中实现自主轨迹优化。最后,系统采用贪心算法对 UAVs 进行自适应速度调整,以提高资源利用率。仿真结果表明,与基线算法相比,所提出的方法在降低能耗、提升 AoI 以及优化轨迹规划策略方面均表现出更优性能,验证了其在智能城市空中交通系统中的有效性。
Keyword:
Multi-UAV trajectory planning
age of information (AoI)
multi-objective optimization
deep reinforcement learning (DRL)

期刊

I
IEEE Transactions on Cognitive Communications and Networking
IF:
7
论文数:
1.6K
被引数:
5.5K

机构

C
Chongqing University of Posts and Telecommunications
学者数:
2.5K
论文数: 980
被引数: 3.8K
引用论文

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