Wind dynamic and energy-efficiency path planning for unmanned aerial vehicles in the lower-level airspace and urban air mobility context

沃罗诺图 背景(考古学) 能源消耗 计算机科学 Dijkstra算法 粒子群优化 最短路径问题 路径(计算) 数学优化 实时计算 工程类 算法 数学 地理 图形 几何学 理论计算机科学 程序设计语言 考古 电气工程
作者
Y.Y. Chan,Kam K.H. Ng,C.K.M. Lee,Li‐Ta Hsu,K. L. Keung
出处
期刊:Sustainable Energy Technologies and Assessments [Elsevier BV]
卷期号:57: 103202-103202 被引量:47
标识
DOI:10.1016/j.seta.2023.103202
摘要

Unmanned aerial vehicles (UAVs) have been extensively used in urban environments for logistics, parcel delivery and surveillance, and the development of air taxi services. Given the dynamic nature of urban air mobility in terms of decision-making time limit, wind dynamics and other external factors, one should consider their safe and efficient operations in an urban context. Therefore, we propose an energy-efficient path-planning model for UAVs under large and complex urban environments and wind dynamics. The proposed method adopted Voronoi Diagram to decompose the complex urban environment into a simplified network model, given the presence of no-fly zones and restricted areas as obstacles. One could obtain the feasible initial path by solving the network model using the Dijkstra shortest path algorithm concerning the distance matrix. Given the nonlinearity of energy consumption along a path. We further model the UAV energy consumption and propose an efficient particle swarm optimisation (PSO) metaheuristic algorithm to achieve better solution quality. Compared to traditional PSO, the proposed algorithm achieved a 5% to 22% improvement under different wind scenarios by simulating real-life situations. In conclusion, the proposed method can achieve safe UAV operations with sufficient separation and less energy consumption.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
村上春树的摩的完成签到 ,获得积分10
刚刚
生动的忆霜完成签到,获得积分10
刚刚
snotman完成签到,获得积分10
刚刚
wbh发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
Ican完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI6.4的应助被cannon8采纳,获得50
2秒前
2秒前
3秒前
蔡夜安完成签到 ,获得积分10
3秒前
Dx完成签到 ,获得积分10
3秒前
杰_骜不驯完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
feiyang完成签到,获得积分10
3秒前
Yann的应助被CarryLJR采纳,获得30
4秒前
max发布了新的文献求助10
4秒前
狐玄完成签到,获得积分10
4秒前
烂漫芷雪完成签到,获得积分10
4秒前
斯文败类的应助被vanilla采纳,获得10
5秒前
花花完成签到,获得积分10
5秒前
as完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
小黄总完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
精明手机发布了新的文献求助10
8秒前
华胥梦yu发布了新的文献求助10
8秒前
糖豆子完成签到,获得积分10
8秒前
傻傻的滑板完成签到 ,获得积分10
9秒前
之之完成签到,获得积分10
9秒前
烟花的应助被nixuan采纳,获得10
9秒前
大圣发布了新的文献求助10
9秒前
Silverexile完成签到,获得积分0
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
大知闲闲完成签到 ,获得积分10
10秒前
静好完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
科研通AI2S的应助被shardowzx采纳,获得10
11秒前
凯七完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
桑白皮エキスの実験的, 臨床的育毛効果について 500
Comprehensive Heterocyclic Chemistry IV 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8042208
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9475135
关于积分的说明 21276891
捐赠科研通 7610807
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3391573
关于科研通互助平台的介绍 2523098
邀请新用户注册赠送积分活动 2429406