이종 센서 기반 커버리지 최적화와 일반화 보로노이 분할

초록

본 논문은 이질적인 감지 능력을 가진 자율 에이전트들의 배치를 최적화하기 위해 일반화 보로노이 분할을 도입한다. 일반화 중심보로노이 구성을 통해 각 에이전트를 해당 셀의 무게 중심에 위치시키면 지역 최적 커버리지를 달성할 수 있음을 증명한다. 시뮬레이션을 통해 제안 방법의 효율성을 확인하였다.

상세 분석

본 연구는 기존의 유클리드 거리 기반 보로노이 분할을 확장하여, 센서의 탐지 범위와 감도, 그리고 환경의 중요도(밀도 함수)를 동시에 고려하는 일반화 보로노이 셀을 정의한다. 일반화 거리 함수는 각 에이전트 i에 대해 wi(x)·‖x−pi‖² 형태로 가중치를 부여함으로써, 센서의 이질성을 수학적으로 모델링한다. 여기서 pi는 에이전트 i의 현재 위치, wi(x)는 위치 x에서의 감도 가중치이며, 이는 센서의 종류와 방향성에 따라 달라진다. 이러한 정의에 따라 전체 영역 Ω에 대한 커버리지 효용 함수 J는 ∫Ω ρ(x)·