返回
UGV Path Optimization in UAV-Assisted Environments Using Visibility-Aware Path Simplification
DOI:10.3390/jsan15030041.png)
摘要
En 中文
本研究提出了一种模块化路径优化框架,用于无人地面车辆(UGV)在无人机(UAV)辅助导航环境中的路径规划,旨在提高经典网格基路径规划算法生成的路径效率、平滑度和可执行性。本研究的主要创新是提出了可视性与视线路径简化(VLoSPS)算法,这是一种与算法无关的后处理方法,通过长距离轴对齐可视性分析移除冗余路径点,同时保持路径可行性。VLoSPS与方向感知路径规划方法(DAPPA)集成,以减少角度偏差并提高方向连续性。所提出的框架适用于标准算法,包括A*、Dijkstra、广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS),无需修改其内部搜索机制。主要学术贡献包括:针对UAV生成的占用图提出了一种通用的后处理架构、引入了一种基于可视性的路径点减少策略,并使用两个合成迷宫数据集和三个UAV生成的语义分割真实数据集进行了广泛验证。在哥廷根迷宫数据集上,VLoSPS与DAPPA流水线分别将A*、Dijkstra、BFS和DFS的平均路径长度减少了5.42%、9.46%、10.44%和86.00%。真实数据集上的一致性改进证明了所提出框架在UAV辅助UGV路径规划中的有效性、计算可行性和通用适用性。本研究开发的实现代码和基准资源已公开发布,以促进可重复性并促进未来研究。
Keyword:
UAV-UGV collaboration
multi-robot systems
autonomous navigation
path planning
trajectory optimization
map-based navigation
search and rescue applications
期刊
IF:
4.2
论文数:
612
被引数:
1.6K
机构
引用论文
Optimization of Breadth-First Search Algorithm for Path Solutions in Mazyin Games迷宫游戏中广度优先搜索算法路径解的优化
Dynamic embedding-based deep reinforcement learning for heterogeneous capacitated VRPs with unloading time constraints基于动态嵌入的深度强化学习在具有卸载时间约束的异构容量车辆路径问题中的应用
A novel methodology for vision-based path planning and obstacle avoidance in mobile robot applications一种基于视觉的路径规划与避障新方法在移动机器人应用中的研究
Munasinghe, I.; Perera, A.; Anavatti, S.; Garratt, M. Direction-Aware and Line of Sight Constrained Path Planning with Bézier Curve Smoothing for High-Resolution Maze Traversal. ResearchGate 2025. [Google Scholar] [CrossRef]Munasinghe, I.; Perera, A.; Anavatti, S.; Garratt, M. 方向感知和视线约束的路径规划,结合贝塞尔曲线平滑,用于高分辨率迷宫穿越。ResearchGate 2025. [Google Scholar] [CrossRef]
A Hybrid Path Planning Method in Unmanned Air/Ground Vehicle (UAV/UGV) Cooperative Systems无人空中/地面车辆 (UAV/UGV) 协同系统中的混合路径规划方法
A UGV Path Planning Algorithm Based on Improved A* with Improved Artificial Potential Field
Electronics
IF0
Munasinghe, I.; Vijenayake, V.; Jayasekara, P. Improving navigation of a semi-autonomous solar panel cleaning robot through advanced localization and edge detection. Int. J. Sci. Eng. Manag. (IJSEM) 2025, 12, 9–14. [Google Scholar] [CrossRef]Munasinghe, I.; Vijenayake, V.; Jayasekara, P. 通过先进定位和边缘检测改善半自主太阳能电池板清洁机器人的导航。Int. J. Sci. Eng. Manag. (IJSEM) 2025, 12, 9–14. [Google Scholar] [CrossRef]

