Comparison of Parallel Genetic Algorithm and Particle Swarm Optimization for Real-Time UAV Path Planning
Notice bibliographique
Résumé
The development of autonomous unmanned aerial vehicles (UAVs) is of high interest to many governmental and military organizations around the world. An essential aspect of UAV autonomy is the ability for automatic path planning. In this paper, we use the genetic algorithm (GA) and the particle swarm optimization algorithm (PSO) to cope with the complexity of the problem and compute feasible and quasi-optimal trajectories for fixed wing UAVs in a complex 3D environment, while considering the dynamic properties of the vehicle. The characteristics of the optimal path are represented in the form of a multiobjective cost function that we developed. The paths produced are composed of line segments, circular arcs and vertical helices. We reduce the execution time of our solutions by using the “single-program, multiple-data” parallel programming paradigm and we achieve real-time performance on standard commercial off-the-shelf multicore CPUs. After achieving a quasi-linear speedup of 7.3 on 8 cores and an execution time of 10 s for both algorithms, we conclude that by using a parallel implementation on standard multicore CPUs, real-time path planning for UAVs is possible. Moreover, our rigorous comparison of the two algorithms shows, with statistical significance, that the GA produces superior trajectories to the PSO.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».