Dynamic Decentralized 3D Urban Coverage and Patrol with UAVs

在城市环境中发生自然或人为灾害，如火灾、洪水和地震时，一群无人机可以迅速扫描并提供覆盖范围，监测感兴趣的区域并找到幸存者。我们提出了一个模块化框架和巡逻策略，使一群无人机能够在这种情况下进行合作和周期性覆盖。我们的方法首先将感兴趣的区域离散化为通过闭合路径相连的视点。通过任务分配，将无人机分配给团队，以合作巡逻这些闭合路径。我们提出了一种最小、可扩展和稳健的巡逻策略，其中团队内的无人机沿着分配的闭合路径随机移动，并在相遇时“弹跳”彼此。我们的模拟结果表明，这种最小策略可以表现出一种新兴行为，提供3D城市环境下的周期性和完整覆盖。

这篇论文旨在解决在城市环境中发生自然或人为灾害时，如何利用无人机快速扫描并提供覆盖范围以监测感兴趣的区域并找到幸存者的问题。

论文提出了一种模块化框架和巡逻策略，使无人机群体能够在这种情况下进行合作和周期性覆盖。通过将感兴趣的区域离散化为通过闭合路径相连的视点，为了合作巡逻这些闭合路径，无人机通过任务分配被分配到不同的团队中。论文提出了一种最小、可扩展和强健的巡逻策略，其中团队内的无人机沿着其分配的闭合路径随机移动，并在相遇时“弹跳”以避免碰撞。

该论文采用模拟实验来展示这种最小策略可以在三维城市环境中展现出周期性和完整的覆盖范围。值得关注的是，这种方法的可扩展性和鲁棒性，以及在紧急情况下的实用性。

最近在这个领域中，还有一些相关的研究，如《A Survey of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Usage for Disaster Management》、《Disaster Response with Unmanned Aerial Vehicles: Lessons Learned from Operational Deployments》等。