基于值函数迭代的持续监测无人机路径规划

使用无人机(UAV)持续监测指定区域可以起到威慑入侵破坏、及时发现异常等作用,然而固定的监测规律容易被入侵者发现,因此需要设计UAV飞行路径的随机算法.针对以上问题,提出一种基于值函数迭代(VFI)的UAV持续监测路径规划算法.首先,合理选择监测目标点的状态,并分析各监测节点的剩余时间;其次,结合奖励/惩罚收益和路径安全性约束构建该监测目标点对应状态的值函数,在VFI算法过程中基于ε原则和轮盘选择随机选择下一节点;最后,以所有状态的值函数增长趋于饱和为目标,求解UAV持续监测路径.仿真实验结果表明,所提算法获得的信息熵为0.9050,VFI运行时间为0.3637 s,相较于传统蚁群算法(ACO),所提算法的信息熵提升了216%,运行时间降低了59%,随机性与快速性均有所提升,验证了具有随机性的UAV飞行路径对提高持续监测效率具有重要意义.