論文の概要: Information-Driven Collaborative Autonomy for Heterogeneous UAV/UGV Teams
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.39379v1
- Date: Thu, 29 Oct 2026 05:12:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-03 00:00:09.800853
- Title: Information-Driven Collaborative Autonomy for Heterogeneous UAV/UGV Teams
- Title(参考訳): 不均質なUAV/UGVチームのための情報駆動型コラボレーションオートノミー
- Abstract要約: 我々は、無人航空機(UAV)と無人地上車両(UGV)の異種チームをコーディネートすることを検討する。
UAVは搭載された光学カメラを使って空中センシングを行い、その軌道を地上ルートや目標情報に適応させる。
エルゴディック制御を用いて航空探索問題を定式化し、空間情報密度に応じて感知力を分散し、探索と目標位置のバランスをとる。
クローズドループスキームは、情報が利用可能になると両艦隊の軌道を更新し、残りの経路リスクが所定の閾値を下回った場合に地面の動きを許可する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: This paper considers coordinating a heterogeneous team of unmanned aerial vehicles (UAVs) and unmanned ground vehicles (UGVs) traversing a domain containing an unknown number of potentially hazardous targets. The UAVs provide aerial sensing using onboard optical cameras, adapting their trajectories to ground routes and target information. We formulate the aerial search problem using ergodic control, which distributes sensing effort according to a spatial information density to balance exploration and target localization. The formulation incorporates dynamic camera field-of-view footprints and pose-dependent probabilistic detection models. Angles-only measurements are processed through Bayesian inference and marginalization over data-association hypotheses to obtain a Poisson multi-Bernoulli (PMB) approximation of the target posterior, representing both detected and undetected targets. This belief directs aerial sensing toward unexplored regions along the ground routes and viewpoints that improve target localization. Ground planning combines chance-constrained target avoidance, enforced through confidence sets, with a void-probability objective that favors routes unlikely to contain threats. We solve each team's optimization problem in a fully decentralized manner using a nested SCvx*--C-ADMM scheme, with outer sequential convex programming iterations and inner distributed consensus optimization, accounting for nonlinearities, nonseparable objectives, and continuous-time inter-agent separation constraints. A closed-loop scheme updates both fleets' trajectories as information becomes available and permits ground motion when the remaining route risk falls below a prescribed threshold. Numerical case studies examine sensing geometry and target uncertainty, compare decentralized and centralized solvers, and demonstrate full closed-loop collaboration between multiple UAVs and UGVs.
- Abstract(参考訳): 本稿では,無人航空機(UAV)と無人地上車両(UGV)の異種チームを,未知数の潜在的標的を含む領域を横断するコーディネートについて検討する。
UAVは搭載された光学カメラを使って空中センシングを行い、その軌道を地上ルートや目標情報に適応させる。
エルゴディック制御を用いて航空探索問題を定式化し、空間情報密度に応じて感知力を分散し、探索と目標位置のバランスをとる。
この定式化には、ダイナミックカメラフィールド・オブ・ビューのフットプリントと、ポーズ依存確率検出モデルが含まれている。
アングルのみの測定は、データ結合仮説に対するベイズ推定と限界化を通じて処理され、検出されたターゲットと検出されていないターゲットの両方を表す標的後部のポアソン多重ベルヌーリ(PMB)近似を得る。
この信念は、地上沿いの未探検地域や目標の定位置化を改善する視点に空中センシングを向けるものである。
地上計画では、信頼セットを通じて強制される機会制限された目標回避と、脅威を含まないルートを優先する空き確率目標が組み合わされている。
ネストしたSCvx*-C-ADMMスキームを用いて,外部逐次凸プログラミングと内部分散コンセンサス最適化,非線形性,非分離目的,連続時間間分離制約を用いて,各チームの最適化問題を分散的に解決する。
クローズドループスキームは、情報が利用可能になると両艦隊の軌道を更新し、残りの経路リスクが所定の閾値を下回った場合に地上移動を許可する。
数値ケーススタディでは、センシング幾何と目標の不確実性を調べ、分散型および集中型解法を比較し、複数のUAVとUGVの完全な閉ループ協調を実証している。
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