Distributed Dynamic Programming for Adaptive On-line Planning of AUVs Team Mission with Communication Constraints

Abstract

SUMMARY An algorithm for adaptive on-line planning of environmental exploration missions with a team of Autonomous Underwater Vehicles (AUVs) is proposed. The algorithm has the primary goal of determining an estimate of the sampled environmental quantity with an estimation error below a prescribed threshold. The additional degree of freedom of the algorithm is exploited to spread the team over the exploration area, in order to minimize mission time while, at the same time, the communication connectivity of the team is preserved. A distributed dynamic programming approach is employed in order to satisfy these two conflicting requirements. RIASSUNTO Si propone un algoritmo adattativo per l’esplorazione ambientale mediante un team di veicoli sottomarini autonomi cooperanti. Lo scopo primario dell’algoritmo è quello di determinare una stima della grandezza ambientale misurata con un errore inferiore ad una soglia prefissata. Un grado di libertà addizionale dell’algoritmo è impiegato per distribuire il team sull’area di esplorazione, al fine di minimizzare, per esempio, il tempo totale di missione, mentre, nello stesso tempo, viene preservata la connettività fra i veicoli del team. Per soddisfare contemporaneamente questi due obiettivi contrastanti è proposta una soluzione basata sulla programmazione dinamica distribuita