Age of Information-Aware Multi-Objective Optimization for Heterogeneous UAV-USV-UUV Networks in Underwater Target Hunting
Rattachement africain : cn, sg. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
Underwater target hunting (UTH) is a critical and complex mission involving the search, monitoring, and hunting of targets in an underwater environment. However, the unpredictable trajectories and flexibility of these targets, along with complex underwater environments, significantly impede the efficiency and success of traditional schemes that depend solely on unmanned underwater vehicles (UUVs). Consequently, this paper presents the “3U network”, a novel heterogeneous framework integrating unmanned aerial vehicles (UAVs), unmanned surface vehicles (USVs), and UUVs for UTH. Within this framework, a UAV searches and monitors the target, a USV acts as a communication relay, and a swarm of UUVs hunts the target. Moreover, to improve the timeliness of target search, we propose the age of information (AoI)-based UAV search strategy. Additionally, we construct a constrained multi-objective optimization problem aiming to minimize energy consumption and mission duration by optimizing vehicles' trajectories, considering mobility limitations, safety, and connectivity constraints. To tackle this problem, we design an AoI- and energy-aware deep reinforcement learning (DRL) algorithm to optimize control policies for heterogeneous vehicles. The experimental results demonstrate that the proposed scheme outperforms the baseline schemes in terms of energy consumption, and mission duration and success rates.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Age of Information-Aware Multi-Objective Optimization for Heterogeneous UAV-USV-UUV Networks in Underwater Target Hunting
- Date Crossref
- 01/11/2025
- Éditeur
- Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Tsinghua University Department of Electronic Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Tsinghua–Berkeley Shenzhen Institute pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Tsinghua Shenzhen International Graduate School pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Beijing National Research Center for Information Science and Technology pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Beihang University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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National Engineering Research Center for Information Technology in Agriculture pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Nanyang Technological University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Cyber Science and Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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College of Computing and Data Science pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Department of Electronic Engineering — Tsinghua University, Tsinghua–Berkeley Shenzhen Institute et Tsinghua Shenzhen International Graduate School, avec 6 autres affiliations.
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