一种能效最大化的无人机航迹强化学习优化方法

来源：电讯技术杂志2025年第6期北京时间：

作者：单博炜,曲佳源

单位：(长安大学 信息工程学院，西安 710018)

摘要：针对在复杂应用场景下使用能耗受限的无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)进行无线通信的问题，提出了一种针对无人机航迹同时考虑无人机飞行动力学约束的优化模型。模型中同时考虑了信息传输量和能耗，并使用两者之比来定义能效，将能效最大化作为优化目标。由于该问题非凸且缺乏闭式表达式，因此首先对该优化问题进行离散化处理，然后使用强化学习方法进行求解，并对算法的复杂度和收敛性进行了分析。在给定的实验场景中，使用数值模拟的方法给出了能效最大、能耗最低、直线飞行和全局能效最大化(Global Energy Efficiency Maximization,GREEN) 飞行4种飞行模式的最优航迹。实验对比发现，能效最大化飞行相比其他飞行模式，能效提升了2~10倍。

关键词：无人机（UAV）；航迹优化；强化学习；能效最大化；

基金资助：陕西省自然科学基础研究计划(2025JC-YBMS-790)