論文の概要: Coverage Path Planning for Autonomous Sailboats in Inhomogeneous and Time-Varying Oceans: A Spatiotemporal Optimization Approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.15901v1
- Date: Fri, 13 Feb 2026 03:37:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.526008
- Title: Coverage Path Planning for Autonomous Sailboats in Inhomogeneous and Time-Varying Oceans: A Spatiotemporal Optimization Approach
- Title（参考訳）: 不均質および時変性海域における自律帆船の被覆経路計画:時空間最適化アプローチ
- Abstract要約: 自律的なヨットは、風力による耐久性のために長期の海洋観測に適している。
セイルボートの性能は異方性が高く、不均一で時変する風と電流場の影響を強く受けている。
本稿では,自律型ヨットに適した網羅経路計画手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.238675950114716
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Autonomous sailboats are well suited for long-duration ocean observation due to their wind-driven endurance. However, their performance is highly anisotropic and strongly influenced by inhomogeneous and time-varying wind and current fields, limiting the effectiveness of existing coverage methods such as boustrophedon sweeping. Planning under these environmental and maneuvering constraints remains underexplored. This paper presents a spatiotemporal coverage path planning framework tailored to autonomous sailboats, combining (1) topology-based morphological constraints in the spatial domain to promote compact and continuous coverage, and (2) forecast-aware look-ahead planning in the temporal domain to anticipate environmental evolution and enable foresighted decision-making. Simulations conducted under stochastic inhomogeneous and time-varying ocean environments, including scenarios with partial directional accessibility, demonstrate that the proposed method generates efficient and feasible coverage paths where traditional strategies often fail. To the best of our knowledge, this study provides the first dedicated solution to the coverage path planning problem for autonomous sailboats operating in inhomogeneous and time-varying ocean environments, establishing a foundation for future cooperative multi-sailboat coverage.
- Abstract（参考訳）: 自律的なヨットは、風力による耐久性のために長期の海洋観測に適している。
しかし, その性能は異方性が高く, 不均質風と時変風と電流場の影響を強く受けており, ブーストロフェドンスイーピングなどの既存の適用方法の有効性を制限している。
これらの環境および操作上の制約の下での計画はまだ未定である。
本稿では,(1)空間領域におけるトポロジに基づく形態的制約を組み合わして,コンパクトかつ連続的なカバレッジを促進させ,(2)環境の進化を予測し,予測された意思決定を可能にする,時空間領域における予測型ルックアヘッド計画とを組み合わさった,自律型ヨットに適した時空間被覆経路計画フレームワークを提案する。
半方向アクセシビリティを持つシナリオを含む確率的不均質および時間的変動海洋環境下でのシミュレーションにより,従来の戦略がしばしば失敗する,効率的かつ実現可能なカバレッジパスを生成することを示した。
我々の知る限り、この研究は、不均一で時間的変化のある海洋環境下での自律型ヨットのカバーパス計画問題に対する最初の専用ソリューションを提供し、将来の協調型マルチセイルボートのカバレッジの基盤を確立します。
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