Кандай проблема? Коркунуч ар дайым так жайында билдирилбеши мүмкүн

Апат аймактарында, өрт аянттарында, булганган аймактарда же бузулган инфраструктурада алгачкы маалыматтар көбүнчө жетишсиз болот. Оператор «бул аймакта коркунуч болушу мүмкүн» деп айтышы мүмкүн; бирок коркунучтун чыныгы борбору бир az жылдырылып кеткен болушu мүмкүн. Кээ бир тobokelдikтер такыр билдирилбеген болушu мүмкүн. Мисалы, өрт аймагында ысыk чекит күтүлгөн жерден farqта чыгышы, булганган аянтта таралуу багыты өзгөрүшü мүмкүн же бузулган imaratta ekinchi darajadagi тobokelдikтер кийинчерээк байкалышы мүмкүн.

Бул учурda BKI үчүн тapshyrma жönököy эмес. Жалгыз билдирилген чекиттерге баруу жетишсиз болушu мүmкүн. BKI билдирилген айmaktardı текшерип, калган batareya же учuu аралыгын колдонуп, айланасындагы белгисiz айmaktardan маалыmat чогуу керек.

Макalanın неgizgi суроосu да ушул:

BKI белгисiz коркунuchтук bildirimder altında tapshyrma чекitтерin ziyaret qilib, жаңы маалыmat чoguuya marshrutун rejalashtyra alaby?

Изилдөөчүлөрдүн сунуштаган ыкмасы

Ишte сунушталган система BKI tapshyrmasyn eki деңgээлдik rejalashtyrуу muammasy катары карайт.

Бirinchi деңgээл — жogорку деңgээлдik marshrut rejalashtyrуusu. Бул bölüm BKI qaysı bildirilgen тobokelдik айmaktarga qanday tartipte boorun anyktayt. Бiroq makalanın маaniluu ayirmasy: bildirilgen айmaktar так корkунuch чekiti emes, белгисiz кызыгуу айmaktary катары кабыл alınat. Yaani система «корkунuch так ушул жерde» demeyt, «бул айlanada корkунuch болuu мumkündügü жogорu bolushu mumkun» ыkmасын колdонot.

Экinci деңgээл — төmөнkü деңgээлдik учuu жолун rejalashtyrуusu. Бул bölüm eki tapshyrma чekiti ортосунда BKI qanday учarын anyktayt. BKI tog'ridan-to'g'ri tuu chiziq menen учuuга majbur emes. Эger учuu byudjeti ruxsat bersa, тobokelдik же белгисiz korunуuchu айmaktardan ko'proq маалыmat чoguu үчүн жengil og'ishlar qila alat.

Бул eki деңgээл birge иштейт. Аlgaч umumiy marshrut chygylat, андан кийin uning orasundagy учuu жолdoru маалымат чoguuга ылайыкташтырылат. Учuu учurunda жаңы ölchömlör kelgende тobokelдik картасы жaнalanat жана керек болсо kalgan marshrut qayta rejalashtyrylat.

Тobokelдik картасы эмne дегенди билдирет?

Makalada айlanа-муhит uzluksiz тobokelдik maydonu катары o'ylонot. Yaani картadagy ар bir жай үчүн «бул жерde корkунuch болuu мumkündügü qancha?» суроosu berilет. Бул корkунuch өрт ыsık чекiti, булганuu тыгыздыгы, бузулgan инфраструктура тobokelдigi же ушундай коопсузduk тobokelдigi boluusu mumkun.

BKInin чыndyk тobokelдik картасын баштан bilgeni faraz qylınbayt. Оrnuna BKIde башlang'ich «ishonch картасы» bar. Бул картa bildirilgen тobokelдik айmaktarga göre tuzulat.

Makaladagy birinchi маaniluu formula бул башlang'ich ishonch картасын tushündürөt. Техник jaktan formulada fon тobokelдik деңgээli, bildirilgen тobokelдik чекitтерinin ishonch деңgээli жана бул bildirimderdin fazoviy белгисizдigi birleshtirilgen.

Бунu soddalashtyrsak:

• Картada ар bir жерde төmөн неgizgi тobokelдik boluusu mumkun.
• Bildirilgen тobokelдik борборлорunun айlanasında тobokelдik kutilishi artat.
• Bildirim өтө ишенimдuu жана жайы anık bolso, тobokelдik torroq жана kuchtuu korunat.
• Bildirim белгисiz bolso, тobokelдik kengroq айmakka taralat.

Yaani система «корkунuch гана bildirilgen чекittin так ustundo» demeyt, bildirim aylanda ehtimoliy тobokelдik айmagyn tuzot. Бул ыkma чыndyk hayotko jakynroq; анткенi maydandan kelgen алгачкы маалыматтар ko'pincha anık koordinata emes, taxminiy жай beret.

Учuu byudjeti qanday kolдonulat?

BKIlardın эң чoн cheklovдорунун biri batareya жана учuu аралыгы. Ошонduktan система ар bir жerge bora albayt. Makalada бул cheklovo umumiy учuu аралыгы byudjeti катары караlat.

Жönököy mantik:

Жалпы учuu жолu BKInin ruxsat etilgen tapshyrma аралыgından ашpabıshı кerek.

Formulada бул holat бардыk marshrut bölüktörünün uzunlukтары jyndysynın tapshyrma byudjetinen kichik же teng boluusu menen korsotulot. Кundalik til menen:

«BKI bildirilgen айmaktardı ziyaret qilat, kashfiyot үчүн kichik og'ishlar qilat; birok buların barдыgy batareya/aralyk chegarasy ichinde qalat.»

Бул nuqta маaniluu. Анткенi жakshy kashfiyot rejasy гана ko'proq айmak aylanuu emes. Ko'proq aylanuuга араket qilib batareyany tugatуу же qaytıshты тobokelге qoyuu maydonda kabul qilinbayt. Ошonduktan ish kashfiyot менен tapshyrma коопсуздугун bir byudjet ichinde o'ylоoго араket qylat.

Жardamchy tugunдар эмne үчүн кerek?

Makalada «pseudo-node» деп atalgan жardamchy чекitтер колdонulot. Аlardı «kashfiyot үчүн qo'shulgan oraliq to'xtоo jayları» dep o'ylоo mumkun.

Adatty BKI гана bildirilgen тobokelдik айmaktarga borsa, картanın кээ bir bölüktörü эч качan korulbay qalishi mumkun. Аyniqsa bildirilgen айmaktar картanın bir tarafında jamlangan bolso, bashka tarafdagy белгисiz тobokelдikтер e'tibardan qolishi mumkun.

Жardamchy tugundar бул muammonu azaytуу үчүн qo'shulat. Аlar жаңы корkунuch bildirimi emes. Yaani система «бул жерde anık корkунuch bar» demeyt. Гана «бул айmak joriy marshrut tarafından az qamrab alınat, bul jerge jakyn учuu ko'proq маалымат berishi mumkun» dep o'ylоo menen marshrutka qo'shimcha kashf чekitтерin joylashtyrat.

Makaladagy natijalarga göre, chekka неgizindegi CVT ыkmasy menen qo'shulgan жardamchy tugunдар marshrut qamrovunu artırgan. Гана bildirilgen айmaktardı ziyaret qilуuchu ROI-only marshrutunda ECR маanisi 0,0992 bolso, edge-based CVT ыkmasında бул маanis 0,1901 ge ko'torulgan. Бул marshrut картada kengroq айmakty qamrab ala alat дегенди anglatat.

Бул жерde ECR korsetkichi marshrutтun картadagy qancha katakkа tegishin ölchөyt. Жönököy:

ECR жogорu bolso, marshrut айlanа-муhitti kengroq qamtab alat.

Бiroq бул ар дайым жakshyroq natija kafolaty emes. Анткенi ko'proq oraliq чekit qo'shуу kalgan kashf byudjetin da azaytishi mumkun. Ошonduktan жardamchy tugundar sanı muvozanatty tanılması кerek.

B-Spline учuu жолu эмne дегенди билдирет?

Ishde төmөнkü деңgээлдik учuu жолu үчүн B-spline деп atalgan silliq egri chiziqlar колdонulot. Бунu texnik tafsilottorsuz tushundurup:

BKI eki чekit ортосунда keskin burchaktar menen emes, silliq жана kuzatiladigan egri chiziq menen учuusu кerek. B-spline ыkmasy мундай silliq учuu жолdorun yaratuu үчүн колdонulot.

Бул маaniluu, анткенi чыndyk BKI bir lahzada bагыт özgörtө albayt. Ыldamdyk, burulush darajasy жана egriklik сыяktuu fizikalyk cheklovдор bar. Makala учuu жолun rejalashtyrganda бул cheklovдорду da eshе alat. Yaani система гана «qayerden ötсe ko'proq маалымат чogulat?» сурoosu emes, «BKI бул жолду fizikalyk jaktan kuzatip bora alaby?» сурoосun da eshе alat.

KL azayыshы эмne aytat?

Makalada samaradorluktu ölchөө үчүн Kullback-Leibler, qisqacha KL, azayыshы колdонulot. Бул texnik korsetkich; birok mantigi жönököy.

BKIda башlang'ichda тobokelдik картасы taxmin qilinat. Учuu аяktagach ölchömlör menen жaнalanган жаңы тobokelдik картасы paydo bolot. Изилдөөчүлөр жаңы картаны simulyatsiyadagy чыndyk тobokelдik картасыna qanchalik jakynlashkanın ölchөyt.

Formula бул oйdu bildirет:

KL azayыshы = башlang'ich катa менен tapshyrma аяgındagy катa ортосundagy ayirma

Эger KL azayыshы жogорu bolso, BKInin tapshyrma аяgında тobokelдik картасын жakshyroq örgönгönү tushunulot.

Бул жерde e'tibar berish кerek маaniluu nuqta: чыndyk тobokelдik картасы maydonda BKI тарабынан bilinбейт. Бул korsetkich гана simulyatsiya baholоosu үчүн колdонulot. Yaani система чыndyk dunyada «чындыktı bilgeni үчүн» emes, simulyatsiyada изилдөөчүлөр salyshtyrma qila algani үчүн мундай ölchönөt.

Onlayn qayta rejalashtyrуу эмne үчүн маaniluu?

Ishdin эң o'quvchu taraptarının biri onlayn qayta rejalashtyrуу oйu. Offlayn rejalashtyrуuda BKI tapshyrmadan murda marshrut tuzot жана учuu boyunca ошол rejaga bog'lonup qalat. Бiroq maydonda жаңы маалыматтар paydo bolso, бул qat'iy reja jetishpey qalishi mumkun.

Onlayn qayta rejalashtyrуuda BKI учkonuuda ölchөm qylat, тobokelдik картасын жaнalayt жана «kalgan жолumu özgörtүshüm кerekпi?» dep tekshерet.

Мисалы, BKI учuu учurunda bildirilbegen тobokelдik айmagına jakyn ölchөm algan bolso, система kalgan marshruttu жаңы маалыmatka göre özgörtө alat. Makalada onlayn rejalashtyruuchu jashirin тobokelдik klasterleri jakynında nominal marshruttan og'ilib ko'proq маалымат чoguuга араket qilgani aytilat.

Бул ыkma чыndyk hayotdagy kashf tapshyrmalary үчүн ma'nili. Анткенi апат же өрт сыяktuu muhitтерde tapshyrma basyndagy маалымат tapshyrma ortosundagy маалымат bir xil bolboshu mumkun.

Tajribalar qanday ötkörүлдү?

Изилдөөчүлөр simulyatsiya muhitinde 1000 x 1000 metrlik eki ölchömdük айmak колdonushkan. BKInin umumiy учuu аралыгы byudjeti 5000 metr dep belgilengen. Тobokelдik айmaktar sun'iy jaratilgan тobokelдik klasterlerden турат.

Кээ bir тobokelдik klasterler башlang'ichta bildirilgen, кээ birleri jashirin qaldyrylgan. Ошондо системанын jetishpegen жана kataa алгачкы маалымат altında qanday ishtegeni sinоodон ötkörүлөt.

Tajribalarda tөmönkü özgörүvchiler колdонulgan:

• Жалпы тobokelдik klasterler sanı: 6, 8 же 10
• Jashirin тobokelдik klasterler sanı: 1, 2, 3 же 4
• Жardamchy tugundar sanı: 0, 1, 2 же 3

Бул kombinatsiyalar 48 turduu stsenariy tuzgan. Ар bir stsenariy үчүн 100 mustaqil sinоo ötkörүлгөн. Ошондо natijalar bir misalga emes, ko'p sondoy tasodifiy sinоolarga tayangan.

Qaysı ыkmalar salyshtyryldy?

Ishde tөрт учuu strategiyasy salyshtyryldy.

Tog'ri chiziq учuu:
BKI eki tapshyrma чekiti ортосунда tog'ridan-to'g'ri boor. Бул эң жönököy ыkma. Учuu qisqa boluusu mumkun, birok kashf qobiliyeti cheklengen.

Lawnmower qamrovy:
BKI ot kesish mashinasy naqshına o'xshash tizimli skanerlash qylat. Бул ыkma ko'proq айmakty qamtab ala alat; birok тobokelдik картadagy ishonch маалыматын колdонboyt.

Offlayn optimallashtyrylgan reja:
BKI башlang'ich тobokelдik картasına göre ma'lumotluu B-spline жолun rejalashtyrat. Бiroq учuu учurunda marshrut özgörбөyt.

Onlayn qayta rejalashtyrуу:
BKI башlang'ich rejasyn da колdонot, учuu учurunda kelgen ölchömlör boyunca тobokelдik картасын da жaнalayt. Эger жаңы маалымат ma'nili bolso жана yetarli учuu byudjeti qalgansa, kalgan жолду qayta rejalashtyrat.

Бул salyshtyrma маaniluu, анткенi ар bir ыkma bashka oйdu sinayt. Tog'ri chiziq «эң жönököy tapshyrmany атkaruu» ыkmасын, lawnmower «keng айmak skanerlash» ыkmасын, offlayn reja «башlang'ich маалыmatka неgizdelgen akyluu rejalashtyrуу» ыkmасын, onlayn reja «учkonuuda örгönүp moslashuu» ыkmасын bildiret.

Изилдөө эмne deyt?

Natijalar onlayn qayta rejalashtyrуу ыkmasynın эң жakshy ortacha KL azayыshına жетkenin korsotot.

Бардыk 48 stsenariy konfiguratsiyasynın ortachasynda natijalar tөmөnkүdөy:

• Onlayn qayta rejalashtyrуу: 0,6043
• Offlayn optimallashtyrylgan reja: 0,5214
• Lawnmower qamrovy: 0,4433
• Tog'ri chiziq учuu: 0,4068

Бул natijalarga göre onlayn qayta rejalashtyrуу offlayn optimallashtyrylgan rejaga salyshtyrganda ortacha KL azayыshын 15,9% artırgan. Lawnmower ыkmasına salyshtyrganda 36,3%, tog'ri chiziq учuuga salyshtyrganda 48,6% жogорu ortacha jakshtyrуу bildirilgen.

Namunaviy stsenariyde da o'xshash natija korunot. Жалпы 8 тobokelдik klaster, 3 jashirin тobokelдik klaster жана 3 жardamchy tugun колdонulgan holatta offlayn rejanyn KL azayыshы 0,4953 bolso, onlayn rejalashtyrуу 0,6037 маanisine yetken. Бул taxminan 21,9% jakshtyrууga tuura kelet.

Оshondoy эле onlayn rejalashtyrуunun ар bir ölchömdön кийin doimiy marshrut özgörtpөgönү aytilat. Система алгач «тobokelдik картасы чыndyk ma'nili özgörдүбü?» dep qarayt. Андан кийin жаңы rejanyn eski rejaga salyshtyrganda ko'proq маалымат beret-berbeytini baholoyt. Оshондо kereksiz marshrut özgörүшtөр azaytылuuга араket qylınat.

Grafikter эмne aytat?

Makaladagy marshrut surattary ыkmalar ортосundagy ayirmany tushunarly korsotot.

Тobokelдik картасы ustundo bildirilgen тobokelдik айmaktar, jashirin тobokelдik klasterler жана BKInin учuu жолu birge chizilet. Onlayn qayta rejalashtyrуу ыkmasında BKInin marshrutu учuu учurunda alınган ölchömlörge göre кээ bir айmaktarda özgörөt. Аyniqsa башlang'ichta bildirilbegen тobokelдik klasterler jakynındagy jaylarda marshrut og'ishları korunot.

Tog'ri chiziq ыkmasy tapshyrma чekitтерin tog'ridan-to'g'ri bog'olot. Бул ыkma qisqa жана жönököy bolso da, айlanadagy белгисiz тobokelдikтерdi kashf qilishта cheklengen qalat.

Lawnmower ыkmasy ko'proq айmakty skanerlayt; birok тobokelдik картadagy ehtimolluk маалыmatına göre harakatlanbагanдыktan, кээ bir skanerlash араketleri az маалымат berген айmaktarda sarflanishi mumkun.

Offlayn optimallashtyrylgan ыkma башlang'ich тobokelдik картasına göre akyluu marshrut chizet. Бiroq учuu учurunda жаңы маалымат paydo bolso bunga moslasha albayt.

Grafikterdin umumiy habary:
Гана ko'proq айmak skanerlash paydaly boluusu mumkun, birok жаңы ölchömlörge göre marshruttu жaнaloo kuchтуu маалымат yutug'un berishi mumkun.

Бул эмne үчүн маaniluu?

Бул ish BKIlardın kelеkte гана «чekit ziyaret qilуuchu transport каражаттар»dan chygyp, белгисiz muhitтерde маалымат чoguuчu жана tapshyrma учurunda чечimin жaнala турgan sistemalarga aylanishy mumkun ekenin korsotkon izildoo bagyttarının biri.

Апаттарды boshqaruuda, өрт monitoringinde, sanoat obyektterin tekshерүүдө же ekologiyalyk тobokelдik картalashта алгачкы маалымат ko'pincha jetishpey qalat. Оshonduktan системанын гана aldindan berilgen чекitтерge booru jetishpey qalishi mumkun. Paydaluu ыkma hem bildirilgen jaylardı tekshерүү, hem alıngan жаңы маалыmatтарga göre тobokelдik картасын жaнaloo.

Мундай ishler maydandagy adam ekipleri тobokelдik айmaktarga kirishten murda жakshyroq маалымат alуusuna jardam berе ala turgan texnologiyalardı ishlab chygуuda маaniluu. Бiroq мундай sistemalar чыndyk hayotta qollоnulushundan murda keng maydan sinоolary, коопсузduk chegaralary, мыйзamduu ruxsatтар жана sensor tastıktоo talap qylat.

E'tibar berish кerek nuqtalar

Бул ishдин kuchтуu tarafy белгисiz маалымат менен иштegen BKI rejalashtyrуusun гана marshrut muammasy emes, оshol эле учurda маалымат чoguu muammasy катары karоosu. Бiroq кээ bir cheklovдор bar.

Birinchi, tajribalar simulyatsiya muhitinde ötkörүлгөн. Чыndyk dunyada shamol, байланыш uzulushu, sensor kataasy, batareya mүnөz-jaşı, relief tosqulukтары жана аba-ыha sharoiti сыяktuu ko'p qo'shimcha qiyinchilikтер bar.

Экinci, чыndyk тobokelдik картасы simulyatsiyada bilinгенi үчүн KL azayыshы esepтelgen. Чыndyk tapshyrmalarda бул картаны to'luq bilish mumkun bolbogonu үчүн baholoo qiyinroq bolot.

Үчүнчү, ish eki ölchömdük айmak жана ma'lum model farazdary неgizinde jürөt. Чыndyk BKI tapshyrmalarynda uch ölchömdük учuu, biyiktik, tosqulukтан qochuu, kamera koruu maydonu, маалыmat байланыshy жана tartib-qoidalar сыяktuu qo'shimcha omilder kirет.

Tortunchu, ish preprint hisoblanat. Hakamlar bahosundan ötmögönү үчүн tabılmalar mustaqil akademiyalyk baho жана bashka sinоolar menen tastıktalbay turup anık natija dep qabul qylınбашы кerek.

Korytyndy

Бул izildoo BKIlardın белгисiz жана özgörүvchü тobokelдik muhitтерde akyluu tapshyrma rejalashtyrуusu үчүн маaniluu ыkma sunot. Sunushталgan ыkma bildirilgen тobokelдik айmaktardı majburiy tapshyrma чekitteri катары eshе alat, учuu byudjetinin kalgan bölügün kashfiyot үчүн колdонot. Учuu учurunda kelgen ölchömlör menen тobokelдik картасы жaнalanat жана керек bolgonda kalgan marshrut qayta rejalashtyrylat.

Simulyatsiya tabılmalary onlayn qayta rejalashtyrуunun qat'iy учuu жолдорuna salyshtyrganda тobokelдik картасын жakshyroq жaнala alat дегенди korsotot. Бiroq бул natijalar чыndyk maydan коопсуздугу үчүн tog'ridan-tog'ri dalil emes.

Бирок ish апат жана тobokelдik monitoring texnologiyalary үчүн o'quvchu oй beret:
Белгисiz muhitтерde жakshy BKI tapshyrmasy гана manzilge yetish emes. Жakshy система жол boyu örgönгönдörün da eshе almalı жана kalgan tapshyrmasyn жаңы маалыmatka göre moslashtyrа almalı.

Bulak jana usul eskertmesi

Бул kontent Jimin Choi, Grant Stagg, Cameron K. Peterson жана Max Z. Li tarafından dаярdalgan “Integrated Exploration-Aware UAV Route Optimization and Path Planning” atyndagy akademik emegi negizinde Verianla tahririyat formatynda mustaqil dаярдалgan.

Бул ish arXivde chop etilgen preprint hisoblanat жана hakamlar bahosundan ötmögön. Kontent maalymat жана bilim beruu мaqsatında dаярдалgan. BKI operatsiyasy, апаттарды boshqaruu, инженerlik amaliyaty, коопсузduk rejalashtyrуusu же maydandagy operatsiyalar үчүн professional maslahat ornunu bosboyt.