近日，电子与通信工程学院2019级电子与通信工程专业研究生杨广同学在第七届IEEE计算机与通信系统国际会议(The 7th International Conference on Computer and Communication Systems)所投递的论文成果“On the Energy Constrained Data Collection in Multi-UAV-Enabled Wireless Sensor Networks”被选为了最佳学生论文奖(Best Student Paper)。

论文所考虑的大规模能量约束地面传感器节点基于多无人机辅助的数据采集问题如下图1所示，为了延长所有部署的地面传感器的寿命，更好地支持大范围的远程监测应用，假设地面传感器由于能量受限无法组网，而需要无人机从给定的起点飞经各个传感器节点，在完成收据采集任务后最终飞到预定的目的地，将收集到的数据卸载到控制中心进行相关处理。由于每一个无人机的能量有限，飞行距离（飞行时间）受限，论文将上述问题抽象建模为严格能耗约束条件下的多无人机飞行轨迹的优化问题，显然该问题在每个无人机的起点和终点重合时即为经典的多旅行商问题mTSP。由于mTSP是一类著名的NP-困难问题，目前还没有精确的求解算法，只能使用一些近似算法。为了简化分析，论文提出了基于地面传感器节点的空间分割策略，将mTSP问题转换为多个独立的TSP问题来解决。论文的分析结果表明，在根据先验的地面节点空间分布对所有地面传感器节点进行适当的空间分割，然后再来规划每个分区的无人机最优飞行轨迹的求解思路，可以为解决复杂的能耗约束条件下基于多无人机辅助的数据采集问题提供了一个有效的技术解决方案。在空间分割的基础上，再适当考虑不同分区无人机任务负载均衡要求，还可以更加合理地规划多无人机的数据采集任务。由于mTSP问题是一类在实际应用中经常遇到的问题，比如多机器人任务规划，城市公交车调度等等，论文所提出的拆分分析方法和思路为简化求解类似的mTSP问题提供了一个可供参考的思路。

图 1 基于多无人机辅助的数据采集问题示意图

Guang Yang, Yong Liu, Xiaolong Lan, Qingchun Chen, On the Energy Constrained Data Collection in Multi-UAV-Enabled Wireless Sensor Networks, IEEE ICCCS2022.

作为一个以展示计算机和通信系统领域理论、实验和应用技术进展和研究成果的国际学术会议，第七届IEEE计算机与通信系统国际会议(The 7th International Conference on Computer and Communication Systems)于2022年4月22日至25日在华中科技大学举行，IEEE ICCCS2022由IEEE和华中科技大学共同赞助。由于受到疫情影响，会议以线上方式举行。大会共邀请了4位知名专家进行大会主题报告，另邀请10位专家进行了大会特邀报告。IEEE ICCCS2022会议共录用了187篇学术论文，本次共有来自广州大学、北京邮电大学、厦门大学和华南师范大学的4篇论文获得了最佳学生论文奖励。