論文の概要: UAS-based Automated Structural Inspection Path Planning via Visual Data
Analytics and Optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.15109v1
- Date: Fri, 22 Dec 2023 23:07:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-27 19:50:42.165021
- Title: UAS-based Automated Structural Inspection Path Planning via Visual Data
Analytics and Optimization
- Title（参考訳）: 視覚データ分析と最適化によるUASによる自動構造検査経路計画
- Authors: Yuxiang Zhao, Benhao Lu, Mohamad Alipour
- Abstract要約: Unmanned Aerial Systems (UAS) はインフラ検査の分野で大きな注目を集めている。
この点における中核的な問題は、最適な自動飛行経路を選択することである。
本稿では,構造検査の文脈における経路計画問題に対する効果的な定式化について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1496057626375067
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Unmanned Aerial Systems (UAS) have gained significant traction for their
application in infrastructure inspections. However, considering the enormous
scale and complex nature of infrastructure, automation is essential for
improving the efficiency and quality of inspection operations. One of the core
problems in this regard is electing an optimal automated flight path that can
achieve the mission objectives while minimizing flight time. This paper
presents an effective formulation for the path planning problem in the context
of structural inspections. Coverage is guaranteed as a constraint to ensure
damage detectability and path length is minimized as an objective, thus
maximizing efficiency while ensuring inspection quality. A two-stage algorithm
is then devised to solve the path planning problem, composed of a genetic
algorithm for determining the positions of viewpoints and a greedy algorithm
for calculating the poses. A comprehensive sensitivity analysis is conducted to
demonstrate the proposed algorithm's effectiveness and range of applicability.
Applied examples of the algorithm, including partial space inspection with
no-fly zones and focused inspection, are also presented, demonstrating the
flexibility of the proposed method to meet real-world structural inspection
requirements. In conclusion, the results of this study highlight the
feasibility of the proposed approach and establish the groundwork for
incorporating automation into UAS-based structural inspection mission planning.
- Abstract（参考訳）: Unmanned Aerial Systems (UAS) はインフラ検査の分野で大きな注目を集めている。
しかし、インフラの大規模かつ複雑な性質を考えると、自動化は検査作業の効率化と品質向上に不可欠である。
この点において大きな問題の1つは、飛行時間を最小化しながらミッション目標を達成できる最適な自動飛行経路を選択することである。
本稿では,構造検査の文脈における経路計画問題の効果的な定式化について述べる。
カバレッジは、損傷検出性とパス長を目標として最小化するための制約として保証され、検査品質を確保しながら効率を最大化する。
次に、視点の位置を決定する遺伝的アルゴリズムと、ポーズを計算する欲求アルゴリズムからなる経路計画問題を解くために、2段階のアルゴリズムを考案する。
提案アルゴリズムの有効性と適用範囲を示すため,包括的感度解析を行った。
また,実世界の構造検査要件を満たすため,提案手法の柔軟性を実証する手法として,飛行禁止ゾーンを用いた部分空間検査や集中検査などの応用例も提示した。
結論として,本研究は,提案手法の実現可能性を強調し,uasに基づく構造検査ミッション計画に自動化を組み込むための基礎作業を確立する。
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