論文の概要: Polar Coordinate-based Differential Evolution for Moving Target Search Using Vision Sensor on Unmanned Aerial Vehicles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.17771v1
- Date: Mon, 20 Jul 2026 10:03:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-21 18:48:37.58477
- Title: Polar Coordinate-based Differential Evolution for Moving Target Search Using Vision Sensor on Unmanned Aerial Vehicles
- Title(参考訳): 無人航空機の視覚センサを用いた移動目標探索のための極座標に基づく微分進化
- Abstract要約: 捜索救助活動では「黄金の時間」と呼ばれる期間があり、その期間は目標を発見できる確率が最も高い。
本研究では,無人航空機(UAV)の新しい探索アルゴリズムを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.23332469289621782
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In search and rescue operations, there is a period known as the "golden time" during which the probability of finding the target alive is highest. The objective of this work is to propose a new search algorithm for unmanned aerial vehicles (UAVs) with a focus on improving the detection probability and execution time. We approach this problem by first modeling target dynamics as a Markov process and the detection likelihood as a function of image quality and the observer's vision. We then employ Bayesian theory to derive a fitness function representing the probability distribution of the target's location over the search area. Finally, we introduce a new algorithm named polar coordinate-based differential evolution (PDE) to generate a UAV search path that maximizes this fitness function. The PDE algorithm utilizes polar coordinates to incorporate kinematic constraints and maneuver properties of the UAV, allowing for better exploration of the solution space. A series of simulations and comparative analyses have been conducted to evaluate the performance of the proposed algorithm. Experiments involving a real UAV have also been conducted. Results demonstrate that the PDE algorithm outperforms state-of-the-art algorithms in terms of detection probability and execution time across diverse search scenarios while remaining practical for real-world applications. The source code of the algorithm is available at https://github.com/thuhangkhuat/PDE_target_search.
- Abstract(参考訳): 捜索救助活動では、「黄金の時間」と呼ばれる期間があり、その期間は目標を発見できる確率が最も高い。
本研究の目的は,無人航空機(UAV)の新しい探索アルゴリズムを提案することである。
本稿では,まずターゲットダイナミクスをマルコフ過程としてモデル化し,画像品質と観察者の視力の関数としての検出可能性について検討する。
次にベイズ理論を用いて、探索領域上の目標位置の確率分布を表す適合関数を導出する。
最後に、この適合関数を最大化するUAV探索経路を生成するために、極座標に基づく微分進化(PDE)と呼ばれる新しいアルゴリズムを導入する。
PDEアルゴリズムは極座標を用いてUAVの運動的制約と操縦特性を取り入れ、解空間のより良い探索を可能にする。
提案アルゴリズムの性能を評価するために, 一連のシミュレーションと比較解析を行った。
実際のUAVを含む実験も行われている。
その結果、PDEアルゴリズムは様々な検索シナリオにおける検出確率と実行時間において最先端のアルゴリズムよりも優れ、実際のアプリケーションでは実用的であることが示された。
アルゴリズムのソースコードはhttps://github.com/thuhangkhuat/PDE_target_searchで公開されている。
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