无人机巡航路径规划在多船舶跟踪中的应用研究*

牟光臣,修素朴,闫雷兵

(河南工学院 电子信息工程学院,河南 新乡 453003)

0 引言

随着无人机技术的快速发展,无人机在各个领域得到了广泛的应用。无人机具有成本低、灵活性好、风险小、效率高等特点,将其用于海事监管,如海事巡航、调查取证和应急响应、搜救救援、船舶油污泄漏监测和检查等,可有效扩大监管范围,减少违法违规现象,助力海事系统现代化建设,提升海事科学水平发展[1],而在海事监管中对船舶的跟踪是需要解决的关键问题之一。

国内外研究无人机在海事监管中的应用成果较多,如固定翼无人机利用航空摄影来实现边境巡逻,海上污染跟踪以及海洋和环境研究,并具有自动着陆和起飞功能[2]。在基于单个或多个无人机平台利用视觉图像构建真实的3D地理信息,来预测地质灾害的发生[3]。无人机在海事巡航和溢油检测方面的应用,以及无人机巡航基地选址与建设[4]。Royset等[5]使用TSP(Traveling Salesman Problem)模型来规划无人机任务,目的是找到爆炸装置(Improvised Explosive Devices,IED)和放置简易爆炸装置的恐怖分子。该任务规划使用预处理程序、整数线性程序、IED预测模型与TSP模型相结合的方法规划出最优的无人机路径。Mufalli等[6]提出了定向运动问题为无人机进行传感器选择和路径规划建模。无人机飞行之前可以携带不同传感器,传感器的选择取决于采集目标信息的要求和目标的类型。这样,特定目标值与目标和每种传感器的组合相关联。然而实际上,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)规划问题的输入参数可能是不确定的,由于无人机在不确定的动态环境中运行,因此有效的无人机任务规划应该能够应对环境变化和期望变化。……