Tối ưu hóa quỹ đạo bay của UAV dạng quadcopter sử dụng thuật toán A cải tiến với chiến lược heuristic thích ứng

Xuất phát từ những hạn chế về hiệu năng tính toán của các thuật toán truyền thống như Dijkstra, nghiên cứu đề xuất phương pháp cải tiến dựa trên thuật toán A* kết hợp với chiến lược heuristic thích ứng. Điểm cốt lõi của phương pháp là cơ chế chuyển đổi linh hoạt giữa tiêu chuẩn Manhattan và Euclid dựa trên ngưỡng khoảng cách thực tế đến mục tiêu, qua đó thu hẹp không gian tìm kiếm và tăng tốc độ thực thi.

Ảnh minh họa

Để bảo đảm tính khả thi về mặt vật lý, nghiên cứu tích hợp cơ chế thiết lập biên an toàn nhằm giảm thiểu nguy cơ va chạm, đồng thời sử dụng kỹ thuật nội suy Spline bậc ba (Cubic Spline) để làm trơn các quỹ đạo rời rạc, bảo đảm tính liên tục của vận tốc và gia tốc. Các kịch bản mô phỏng được thực hiện trên phần mềm MATLAB R2023b với mật độ vật cản từ trung bình đến cao đã chứng minh hiệu quả vượt trội của phương pháp đề xuất. Kết quả định lượng cho thấy thuật toán đề xuất giúp giảm số lượng nút cần mở rộng so với các thuật toán A* và Dijkstra, đồng thời cải thiện đáng kể thời gian thực thi, đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về xử lý thời gian thực. Qua đó, nghiên cứu tạo cơ sở vững chắc cho việc triển khai thuật toán trên các hệ thống UAV nhúng trong môi trường không gian ba chiều phức tạp.

Xem chi tiết bài viết tại đây