I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   15 ,   N o .   2 A ugus t   20 1 9 ,   pp .   743 ~ 749   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 5 .i 2 . pp 743 - 749             743       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   A   r e v i e w   o n   g r a p h   se a r c h   a l g o r i t h m s f o r   o p t i m a l   e n e r g y   e f f i c i e n t   p a t h   p l a n n i n g   f o r   a n   u n m a n n e d   a i r   v e h i c l e       S an jo K u m ar   D e b n ath 1 ,   R o s l i   O m ar 2 ,   N o r   Bad ar i yah   A b d u l   Lati p 3 ,   S h as h a   S h e l yn a 4 ,   El i N ad i r a 5 C h e   K u   N o r   C h e   K u   M e l o r 6 ,   Tap an   K u m ar   C h ak r ab o r ty 7 ,   E l an go   N ata r ajan 8   1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 F a c ul t y   o f   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c s   E ng i n e e r i ng ,   U n i v e r s i t i   T un   H us s e i n   O nn   M a l a y s i a ,   M a l a y s i a   7 D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c s   E ng i n e e r i ng ,   U n i v e r s i t y   o f   A s i a   P a c i f i c ,   B a ng l a d e s h   8 F a c ul t y   of   E ng i ne e r i ng ,   T e c hno l o gy   a nd  B ui l t   E nv i r o nm e n t ,   U C S I   U ni v e r s i t y ,   M a l a y s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e O c t   12 ,   2018   R e v i s e F e b   15,   201 9   A c c e pt e M a r   29 ,   201 9       U nm a nne d   A i r   V e h i c l e   ( U A V )   ha s   a t t r a c t e a t t e n t i o i r e c e nt   y e a r s   i n   c o nduc t i ng   m i s s i o ns   f o r   l o ng e r   t i m e   w i t h i g he r   l e v e l s   o f   a ut o no m y .   F o r   t he   e nha nc e d   a u t o no m o us   c ha r a c t e r i s t i c   o f   U A V ,   pa t h   pl a nn i ng   i s   o ne   o f   t he   c r uc i a l   i s s u e s .   C ur r e n t   r e s e a r c he s   o t he   g r a ph  s e a r c a l g o r i t h m s   unde r   c om bi na t o r i a l   m e t ho a r e   m a i nl y   r e v i e w e i t h i s   pa pe r   by   ke e p i n g   f o c us   o n   t he   c o m pr e he ns i v e   s ur v e y s   o f   i t s   pr o pe r t i e s   f o r   pa t pl a nn i ng .   T h e   o ut c o m e   i s   a   pe n   p i c t u r e   o f   t he i r   a s s um p t i o ns   a nd   dr a w ba c ks .   Ke y w or ds :   Co m b i n a t o r i a l   m e t h o   G ra p h   s e a r c a l go r i t hm     O pt i m a l   e n e rgy   e ff i c i e n t   P a t pl a nn i ng   U n m a nn e d   a i r   v e hi c l e   C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   Ro s l i   O m a r ,     F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   &   E l e c t r o n i c   E n gi n e e r i n g ,     U n i v e r s i t i   T u n   H us s e i O nn  M a l a y s i a ,   P a ri t   R a j a ,   B a t u   P a ha t - 8 6400 ,   J o h o r ,   M a l a y s i a .   E m a i l :   r o s l i o @ ut hm . e du . m y       1.   I N TR O D U C TI O N     A   U A V   o r   r o bo t   w i t h o ut   p a t h   pl a nni ng  do e s   n o t   h a v e   t h e   a b i l i t i e s   t o   c o m pl e t e   t h e   s u r v e i l l a n c e   a n d   r e s c ue   t a s ks   [1]  l i ke   2001  W o r l T r a de   Ce n t r e   c o l l a ps e   [2],   H urr i c a n e   K a t r i na   i n   200 [3],   a n t h e   2011   T o h o ku  t s u n a m i   a nd  e a rt h qu a ke   [4].   T h e r e f o r e ,   pa t h   pl a nni n i s   n e c e s s a r y   fo r   i t   t o   a i hum a n   o pe r a t o r s   i n   da n ge r o us   c i r c um s t a n c e s ,   s uc h   a s   n a t u ra l   d i s a s t e r s   a n ha z a r do us   a r e a s   [5] .   T h e r e   a r e   m a i n l y   t hr e e   ki n ds   of  pa t h   pl a nni n t e c hni que s   na m e l y   c o m b i n a t o ri a l ,   s a m pl e   b a s e a n b i o l o gi c a l l y   i n s pi r e a n t h e y   a r e   i l l us t r a t e i F i gu r e 1.     In  s a m pl i ng  b a s e m e t h o d,   ra pi dl y - e xpl o r i ng  r a ndo m   t r e e   (RR T do e s   n o t   a l w a y s   pr o v i de   t h e   o pt i m a l   r e s ul t   a nd  p r o b a b i l i s t i c   r o a d m a p   (P R M i s   e xpe n s i v e   w i t h o ut   a n y   gua ra n t e e   t o   f i n d   t h e   p a t h.   G e n e t i c   A l go r i t h m   (G A i s   c o n s i de r e a s   a   b i o l o gi c a l l y   i n s pi r e m e t h o a n i t   i s   c u rr e nt l y   ut i l i z e i n   e n e r gy   e ff i c i e n t   pa t h   pl a nn i ng.   B ut   i t   a l s o   c a nn o t   gua ra nt e e   t h e   a c hi e v e m e n t   of   t h e   o pt i m a l   pa t h   b e c a us e   l o c a l   m i n i m a   m a y   o c c ur   i na rr o w   e n v i r o n m e n t s .     M o r e ov e r ,   G A   i s   c o m put a t i o na l l y   e xpe n s i v e   a n p ra c t i c a l l y   n o t   c o m pl e t e .   M o r e ov e r ,   w h e n   t h e   f i t n e s s   f un c t i o n s   a r e   n o t   w e l l - de f i n e d,   i t   us ua l l y   t r i e s   t o   c o n ve r ge   a l o n l o c a l   o pt i m a   o f   t h e   pr o b l e m   a vo i di n g   i t s   gl o b a l   o pt i m u m .   A   s e l f - a da p t i v e   di f fe r e n t i a l   e vo l ut i o n   (S D E a l go r i t h m   c a n   e l i m i n a t e   t h e   r e qu i r e m a nua l   t u n i ng  o f   c o n t r o l   f e a t u r e s   [6].   P a rt i c l e   S w a rm   O pt i m i z a t i o (P S O ha s   r e a l   t i m e   e f fe c t   b ut   i t   c a n   e a s i l y   f a l l   i n t o   l o c a l   o pt i m a   i n   m a n y   o pt i m i z a t i o n   p r o b l e m s .   F u rt h e rm o r e ,   t h e r e   i s   n o   ge n e r a l   c o n v e r ge n c e   t h e o r y   a ppl i c a b l e   t o   P S O   i n   p ra c t i c e   a n d   i t s   c o n v e r ge n c e   t i m e   i s   a l s o   un c e r t a i f o r   m ul t i d i m e n s i o n a l   p r o b l e m s   [34] A nt   Co l o n y   O pt i m i z a t i o n   (A CO do e s   a   b l i nd  s e a r c h   a n d   t h us ,   i t   i s   n o t   s ui t a b l e   fo r   e n e r gy   s a v i n pa t Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   2 A ugus t   2 019   :     743   -   749   744   pl a nni n g   due   t o   t h e   l a c o f   o pt i m a l   r e s ul t .   A pa rt   f r o m   v e r y   s l ow   a n v e r y   h i g h   c o s t   f un c t i o n s ,     S i m ul a t e d   A nn e a l i n g   (S A i s   a l s o   n o t   c a p a b l e   o f   f i n di ng  t h e   o pt i m a l   p a t h.             F i gu r e   1 .   C l a s s i f i c a t i o o f   pa t h   pl a nni ng  a pp r o a c h e s       U n de r   t h e   c o m b i n a t o r i a l   m e t h o d,   po t e n t i a l   f i e l (P F s o m e t i m e s   do e s   n o t   f i n t h e   go a l   b e c a us e   of  l o c a l   m i ni m a   i s s ue .   T h e   n e c e s s a r y   a dj us t m e nt s   a r e   r e qui r e fo r   c e l l   de c o m pos i t i o n   (CD a s   pe r   t h e   s i t ua t i o n;   e . g. ,   i n   e xa c t   CD ,   t h e   c e l l s   a r e   n o t   p r e de f i n e d,   b ut   t h e y   a r e   s e l e c t e b a s e o n   t h e   l o c a t i o n   a n s ha pe   o f   t h e   ob s t a c l e s   w i t h i t h e   c o n f i gu r a t i o n   s pa c e   (C - s p a c e [7].   V i s i b i l i t y   gr a p (V G i s   m o r e   e n e r gy   e ff i c i e n t   t h a vo r o n o i   di a g r a m   (V D i n   c o m b i na t o r i a l   m e t h o u n de r o a dm a t e c hni que   b e c a us e   t h e   l a t t e r   f a i l s   t o   c r e a t e   t h e   s h o rt e s t   p a t [8 , 33 ]   f o r   w h i c t h e r e   i s   a   h i g h   p l a us i b i l i t y   of   w a s t a ge   i e n e r gy   c o n s um pt i o n   a n d   c o s t .   U A V   h a s   l i m i t e e n e r gy   o r   pow e r   o r   f u e l   a n t h i s   r e s t r a i n s   i t   f r o m   a   l o nge r   t i m e   f l i g h t .   T h e r e f o r e ,     i t   i s   i m po rt a nt   f o r   a   U A V   t o   a do pt   a   pa t h   p l a nni n g   a l go ri t hm   e n s u r i n g   t ha t   t h e   t r a v e r s e p a t h   m us t   b e   c o l l i s i o n - f r e e   a n d   o pt i m a l   i t e rm s   o f   pa t h   l e ngt a nd  e n e r g y   e ff i c i e n c y .   T h e   m o s t   c o m m o n   p r o b l e m   i pa t pl a nni n t ha t   a   U A V   h a s   t o   c o m e   a c r o s s   i s   a   s e t   of  ob s t a c l e s   t hr o ugh   w hi c h   i t   n e e ds   t f l y   i n   b e t w e e n   t h e   gi v e n   s t a rt i ng  a nd  t a r ge t   po i nt s   [8]   w i t hi n   t h e   s pe c i f i e a r e a .   T h e s e   ob s t a c l e s   m a y   n o t   b e   f i xe a t   o n e   l o c a t i o a n c a n   po up  du r i ng   t h e   f l y .   Co n f i gura t i o n   s pa c e   (C - s pa c e i s   a   m o s t   c o m m o n l y   us e t e c h n i que   fo r   pa t h   pl a nni n t o   de n o t e   t h e   po s i t i o n   o f   ob s t a c l e s   a n t h e   i n f o rm a t i o n   o f   f r e e   s pa c e   i n   a   gi v e n   a r e a .   I t   p r o v i de s   de t a i l e po s i t i o n   i n f o r m a t i o n   o a l l   po i nt s   i n   t h e   s y s t e m   a n i s   t h e   s pa c e   fo r   a l l   c o n f i gura t i o n s .   I t   a s s um e s   t h e   U A V   a s   a   po i n t   a n a dds   t h e   a r e a   o f   t h e   o b s t a c l e s   s o   t h a t   t h e   pa t h   p l a nni n g   c a n   b e   do n e   m o r e   e f f i c i e n t l y .     C - s pa c e   i s   o b t a i n e by   a ddi n t h e   U A V   ra di us   w h i l e   gl i di n g   a l o n g   t h e   e dge   o f   t h e   o b s t a c l e s   a n t h e   b o r de r   o t h e   s e a r c s pa c e .   A n   i l l us t ra t i o n   o f   a   C - s pa c e   f o r   a   c i r c ul a U A V   i s   s h o w n   i F i gu r e   2 .         (a )           (b )     F i gu r e   2 .   Co n f i gu r a t i o s pa c e   f o r   a   U A V       2.   G R A P H   S EA R C H   A L G O R I T H M   G ra p h   s e a r c h   a l go r i t h m s   ha v e   b e e n   us e e xt e n s i v e l y   i pa s t   s t udi e s   f o r   e n e r gy   e f f i c i e n t   pa t h   pl a nni n g .   It   ge n e r a l l y   de t e r m i n e s   a   p a t h   f r o m   s t a rt i n t o   t a r ge t   po i nt s   by   c h e c ki n s o m e   n o de s / s t a t e s .     W i t h o ut   a n y   e xi s t i ng  p a t h,   i t   w i l l   r e po r t   f a i l u r e .   S e v e r a l   g ra p s e a r c m e t h o ds   a r e   d i s c us s e b e l ow .   E xp an d   O b s t a c l e s   R e d u c e   UAV     Co m b i n a t o ri a l   V i s i b i l i t y   g ra p h   V o ro n o i   d i a g ra m   C - S p a c e   R e p r e s e n t a t i o n   T e c h n i q u e s   Ce l l   D e c o m p o s i t i o n   Ro a d   M a p   P o t e n t i a l   F i e l d   P a rt i c l e   S w a r m   O p t i m i z a t i o n     E v o l u t i o n a r y   A l g o ri t h m   A n t   c o l o n y   o p t i m i z a t i o n     S i m u l a t e d   A n n e a l i n g   Bi o l o g i c a l l y   I n s p i r e d   S w a rm   I n t e l l i g e n c e   G e n e t i c   A l g o ri t h m   D i ffe r e n t i a l   E v o l u t i o n   E c o l o g y   Ba s e d   G ra p h   S e a r c h   A l g o r i t h m s   P a t h   P l a n n i n g   A p p r o a c h e s     D*   M*   P ro b a b i l i t y   ro a d m a p   RRT   S a m p l i n g   Ba s e d   Be s t   F i r s t   D e p t h   F i r s t   S e a rc h   D i j k s t ra ’s   A*   Bre a d   F i r s t   S e a rc h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A   r e v i e w   on  gr aph   s e ar c a l gor i t hm s   f or   o pt i m a l   e n e r gy   e f f i c i e nt   pat h   ( Sanj o y   Kum ar   D e bna t h )   745   2 . 1 .       D e p th - F i r s t   S e a r c h   (D F S )   D F S   m ov e s   t ow a r ds   t h e   go a l   a s   qu i c kl y   a s   pos s i b l e   a n s e a r c h e s   a   p a t h   t i l l   ge t t i n t h e   de a e n d .   D F S   m a y   m i s s   l a r ge   po r t i o n s   o t h e   w o r ks pa c e   [7,   9]  s i n c e   i t   t r i e s   t o   s e a r c h   s e ve r a l   p a t h s   a t   a   t i m e   be f o r e   c o m pl e t i ng  o n e   p a t h.   I t   c a b e   a ppl i e t o   f i n a   p a t a m o n m a n y   po s s i b l e   pa t h s .   H ow e ve r ,   D F S   i s   a uni n f o r m e s e a r c h   s i n c e   t h e   c o s t   f un c t i o n   i s   n o t   us e i n   de c i di n t h e   s ui t a b l e   di r e c t i o n   a n i n   e s t i m a t i ng  t h a t   h o w   f a r   i s   t h e   t a rge t   po i n t   f r o m   t h e   c u rr e n t   n o de . D F S   m a y   be   s l i g h t l y   f a s t e r   i c a s e   i t   p i c ks   t h e   l e a f   n o de   pa t t h a t   c o n t a i n s   t h e   r e qu i r e n o de ,   b ut   i t   i s   n o t   c o m pl e t e .   W h e n   n u m e r o us   s o l ut i o n s   a r e   i t h e   t r e e   w h e r e   e ve r y o n e   i s   a t   a   c o m pa ra b l e   `de pt h ' ,   t h e n   t h e r e   i s   a   c h a n c e   t o   m i s s   a   l a r ge r   p a r t   o f   t h e   t r e e   f r o m   e xpl o ri n g .   Co n v e r s e l y ,   t h e r e   i s   a   c h a n c e   f o r   i t   t o   s t uc i n   t h e   l e n gt h y   b l i n a l l e y s ,   w h e r e a s   f e w e r   s t e ps   s o l ut i o n   pa t h   e xi s t s   a n h e n c e ,   i t   i s   n o t   t h e   b e s t   s o l ut i o n.   W h e n   t h e   de pt h   v a l ue s   i n   t h e   s e a r c h   a r e   f i xe d,   i t   p r e v e n t s   t h e   a b ov e   i s s ue .   B ut   t hi s   m e t h o i s   n o t   m uc h   e ff e c t i v e .   D F S   i s   goo i n   s e l e c t i ng  o n e   s o l ut i o n   a m o n m a n y   po s s i b i l i t i e s   w i t h o ut   a n y   pr i o r   k n o w l e dge   a n n o t   s ui t a b l e   w h e n   o n l y   o n e   o r   t h e   s h o rt e s t   s o l ut i o n   e xi t s .     In  D F S ,   t h e   r e qui r e d   m e m o r y   i s   l i n e a r   a g a i n s t   t h e   s e a r c h   g r a ph  m a ki ng  i t   a dv a n t a ge o us .   It   ke e ps   t h e   r e c o r o t h e   n o de s   i n   t h e   ‘c u rr e nt ’  p a t l e a d i n t o   l e s s   m e m o r y   r e qui r e m e n t   f o r   t r e e   s e a r c h.   I t   i s   a n   e x ha us t i v e   a n d   s y s t e m a t i c   s e a r c m e t h o t ha t   ut i l i z e s   e v e r y   n o de   i t h e   f i ni t e   s e a r c h - s pa c e .   D F S   i n c o r po ra t e G e n e t i c   a l go r i t h m   t o   di s c o ve r   t h e   o pt i m a l   p r o c e s s i n s e que n c e   of   f e a t ur e s   of   a   pa r t   (P S F P t h a t   r e duc e s   t h e   f e a t ur e   t r a n s i t i o n s ’  e n e rgy   c o n s um pt i o n   b y   28. 60  [1 1].   A   s m a l l e r   s e a r c h   s p a c e   w a s   e xpl o r e f a s t e w i t h   r e duc e c o s t   by   a n o t h e e xt e n de d e pt h - f i r s t   s e a r c ( E D F S a l go ri t hm   [32] .     2 . 2 .       Br e ad th - F i r s t   S e a r c h   M oo r e   i nt r o duc e t h e   B r e a dt h - f i r s t   S e a r c h   a l go r i t hm   i n   1957  [12].   I t   i s   a   s y s t e m a t i c   s e a r c h   a l go ri t hm   b e c a us e   i t   f i r s t   e xpa nde t h e   s h a l l o w   n o de s   by   s e a r c hi n a l l   t h e   n e xt   l e v e l   n o de s   of   t h e   p a t h   a n d   t h e n   i t   t a ke s   t h e   n e xt   s t e p.   H ow e ve r ,   l i ke   D F S ,   B r e a dt h - f i r s t   S e a r c h   i s   a n   u ni n f o r m e s e a r c h   t o   f i n t h e   s h o rt e s t   p a t i f i r s t   a t t e m p t .   It   i s   a p pl i c a b l e   i n   l i m i t e s o l ut i o n s   t ha t   us e   c o m pa r a t i v e l y   m i ni m um   s t e ps   [13 ].   B r e a dt h - f i r s t   S e a r c a l go r i t hm   us e s   m o r e   m e m o r y   a n d   t ra v e r s e s   a l l   n o de s .   It   a l w a y s   pr o v i de s   f i r s t   s o l ut i o n   i n   f i n di ng  s h o r t e s t   p a t h   o r   de t e rm i n e s   a   pa t h   w i t h   m i ni m u m   s t e ps   w i t h o ut   ge t t i n s t uc i n   a n y   b l i n a l l e y s .   T h e   m a i n   f e a t u r e   o f   B r e a dt h - f i r s t   S e a r c h   i s   t h a t   w h e n   a l l   t h e   g ra p h ’s   e dge s   ha v e   n o   w e i gh t   o r   s a m e   w e i ght ,   t h e   s h o rt e s t   p a t l i e s   w i t h i t h e   f i r s t   v i s i t e n o de   a nd  t h e   s o ur c e   n o de .   T hi s   a l go ri t hm   i s   c o m pl e t e   i f   o n e   e xi s t s .   I t   i s   a l s o   a   s y s t e m a t i c   a n d   e x h a us t i v e   s e a r c h   t e c hni que   t ha t   e v e n t ua l l y   t ri e s   a l l   t h e   n o de s   i t h e   s e a r c h   s pa c e   (i f   i t   i s   f i n i t e !).   B r e a dt h - f i r s t   S e a r c i s   f a s t e t ha n   D F S   w h e n   t h e   r e qu i r e i n f o r m a t i o n   i s   c l o s e r   t o   t h e   r o o t   o t h e   be gi nni n o f   t h e   s e a r c h .   H ow e ve r ,   t h e   t o t a l   s pe e d e pe n ds   o n   t h e   i n f o r m a t i o n   s t o r a ge   pr o c e dur e .     T h e   m e m o r y   r e qui r e m e nt   o f   B r e a dt h - f i r s t   S e a r c i s   hi g h   b e c a us e   i t   s a v e s   e a c h   l e v e l   r e c o r d   [14]  a n d   t h i s   i s   i t s   m a i l i m i t a t i o n .   It   i s   m a i nl y   us e t o   f i n t h e   s h o rt e s t   pa t h   b e t w e e n   a n y   t w o   n o de s   i a   g r a p s uc h   a s   r o a d   n e t w o r ks ,   c o m put e r   n e t w o r ks ;   s o c i a l   n e t w o r ks   (e . g .   F a c e boo k)   [15].     2. 3 .       Be s t - F i r s S e ar c h   ( B F S )     B e s t - f i r s t   s e a r c h   i s   c l a s s i f i e a s   a   h e u ri s t i c   s e a r c h   a l go r i t h m ,   w h i c h   us e s   t h e   di s t a n c e   f r o m   a   c urr e nt   n o de   w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   t a rge t   po i nt   i n   o r de r   t o   f i n a   pa t i n   a   g r a p h.   B F S   i s   a n   i n s t a n c e   of   gr a p h   s e a r c a l go ri t hm   i w h i c h   a   n o de   i s   s e l e c t e f o r   e xpa n s i o n   b a s e o e v a l ua t i o f un c t i o n   f   ( n )   [17 - 18].   A   h e u ri s t i c   i s   us e f o r   m a ki n a   gue s s   o s uc h   di s t a n c e .   T r a di t i o na l l y ,   t h e   n o de   w h i c h   i s   t h e   l ow e s t   e v a l ua t i o n   i s   s e l e c t e d   fo r   t h e   e xp l a na t i o b e c a us e   t h e   e v a l ua t i o m e a s u r e s   t h e   di s t a n c e   t o   t h e   go a l .   T h e   c u rr e n t   n o de ’s   h e u ri s t i c   c o s t   i s   c o m pa r e w i t h   a l l   o t h e r   n o de s ’  c o s t   t o   de t e r m i n e   t h e   pa t h   i n   a   g ra p h,   w h e n   B F S   i s   a ppl i e d.   It   by - pa s s e s   f e w   b r a n c h e s   t o   t h e   s e a r c h   t r e e   l e a di n t o   t h e   n o n - a s s u ra n c e   a bo ut   t h e   di s c ov e r y   of   t h e   s h o r t e s t   pa t h.     B e s t   f i r s t   s e a r c h   i s   t h e   c o m b i n a t i o n   o f   b r e a dt h   f i r s t   s e a r c h   a n D F S   a l go ri t hm s   a n i t   i s   e m pl o y e t hr o ugh   a   pri o r i t y   que u e   i n   a   ge n e r a l   s e a r c h   f r a m e w o r w h e r e   t h e   da t a   s t r uc t u r e   m a i n t a i n s   t h e   f r i nge   i n   t h e   a s c e n d i n g   o r de o f   v a l ue s .   B F S   a l go r i t h m   i s   o f t e n   r e f e r r e g r e e d y   a l go r i t hm   b e c a us e   i t   q ui c kl y   a t t a c ks   t h e   m o s t   de s i r a b l e   pa t h   a s   s oo n   a s   i t s   h e u ri s t i c   w e i gh t   b e c o m e s   t h e   m o s t   de s i ra b l e .   H ow e ve r ,   i t s   s e a r c h i ng  a c t i o n   i s   l e s s e r   t ha D i j ks t ra ’s   a l go r i t hm .   B F S   ut i l i z e s   a   p r i o r i t y   que ue   L i ke   D i j ks t ra ’s   t o   ga t h e t h e   l i s t   o f   n o de s .   T h e   s t a r t   n o de   i s   a s s i g n e i t h e   p ri o r i t y   que ue   a s   f i r s t .   W i t h   e xp a n s i o n,   t h e   n e i g h b o r i n g   n o de s   a r e   d i r e c t l y   c o n n e c t e b y   ha v i ng  t h e i r   r e s pe c t i v e   t o t a l   h e uri s t i c   c o s t   a n t h e y   a r e   a l s o   s t o r e i n   t h e   p ri o r i t y   que u e .   T h e   n o de s   h a v i n m i ni m u m   c o s t   a r e   e xpa n de i n   t h e   s uc c e e di n l e v e l .   O t h e r   n o de s   i n   t h e   que ue   t h e a dde d .   T i l l   t h e   r e a c h i n g   of   t h e   t a r ge t   po i nt ,   t hi s   p r o c e s s   i s   r e pe a t e d.   B e s t - f i r s t   s e a r c h   a l go r i t hm   by - pa s s e s   f e w   b r a n c h e s   t o   t h e   s e a r c h   t r e e   l e a di n g   t o   t h e   n o n - a s s u ra n c e   a b o ut   t h e   di s c o ve r y   of   t h e   s h o rt e s t   p a t h.   Ce r t a i c o s t   i s   c o n s i de r e f o r   t h e   go a l   f r o m   t h e   c u rr e n t   s t a t e .   D ue   t o   t h e   h e u ri s t i c   f un c t i o n ,   f e w   pa t h s   l o o goo t o   b e   c o n t i n ue d.   S o m e t i m e s ,   i t   c o ve r s   m o r e   di s t a n c e   t h a o ur  c o n s i de r a t i o n .   O t h e   o t h e r   h a nd,   B F S   gui de s   up  t o   t h e   go a l   by   a c qui r i ng  t h e   do m a i n   i n f o r m a t i o n .   T h e   t i m e   c o m pl e xi t y   of   B F S   i s   m uc l e s s   t ha n   B r e a dt f i r s t   s e a r c h .   T h e   B e s t   f i r s t   s e a r c a l l o w s   us   t o   s w i t c h   b e t w e e n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   2 A ugus t   2 019   :     743   -   749   746   pa t h s   b y   ga i n i n g   t h e   b e n e f i t s   o f   bo t h   b r e a d t h s   f i r s t   a n d   de pt f i r s t   s e a r c h .   G a m e s   a n d   w e b   c r a w l e r s   a ppl i e B F S   a n i t s   a d v a n c e v a ri a nt s   [2 1]  a s   a   pa t h - f i n di ng  a l go ri t hm .   F o r   e xa m p l e ,   i t h e   ga m e   t h e   e n e m y   a ge n t   c a n   b e   a s s i g n e b y   i t   fo r   f i ndi n g   t h e   p l a y e r ’s   l o c a t i o n.   S o m e   ga m e s   di v i de   up  t h e   t e rra i n   i n t o   t i l e s   w h i c c a n   e i t h e r   b e   b l o c k e o r   u n b l o c ke d.   In   s uc h   c a s e s ,   t h e   s e a rc h   a l go r i t h m   t r e a t s   e a c h   t i l e   a s   a   n o de ,   w i t h   t h e   n e i g h b o r i ng  u n b l o c ke t i l e s   b e i n s uc c e s s o r   n o de s ,   a n d   t h e   g o a l   n o de   b e i n t h e   de s t i na t i o t i l e   [2 2].     2. 4 .       D i j k s tr a’s   al go r i th m Ed s ge r     D i j ks t ra ’s   i nt r o duc e t hi s   s y s t e m a t i c   s e a r c h   a l go ri t hm   i 1959  [23]   t o   f i n a n   o pt i m a l   p a t h   i n   b e t w e e n   t h e   i ni t i a l   a nd  a l l   o t h e r   po i nt s   i t h e   g ra p h   a s   pe r   t h e   c o s t s   a s s oc i a t e w i t t ra v e r s a l .   T h e   p r i o r i t y   que ue   s a ve s   t h e   c o s t   o f   t h e   n o de s   w h i c h   i s   n o n - n e g a t i v e .   D i j ks t r a ’s   a l go r i t h m   v i s i t s   a l l   t h e   n o de s   w i t h i n   t h e   gra p h   s t a r t i n f r o m   a n   i ni t i a l   po i n t   a nd  i t   i s   c o m pl e t e   i f   a   s o l ut i o n   e xi s t s .   I t   do e s   n o t   c a l c ul a t e   t h e   di s t a n c e   b e t w e e n   e a c h   n o de   a nd  t h e   t a r ge t   i n   o pt i m a l   c a s e s ,   i f   n o   pri o r   k n o w l e dge   of   t h e   g r a p e xi s t s .   D i j ks t r a ’s   a l go ri t hm   do e s   a   b l i nd  s e a r c h   f o r   w h i c h   l o t s   o f   t i m e   a r e   r e q ui r e a nd  w a s t a ge   o f   n e c e s s a r y   r e s o ur c e s   o c c ur   w h i l e   p r o c e s s i n g.   A l l   t h e   n o de s   i n   a   p r o v i de w e i ght e g r a p a r e   s e a r c h e i n   t h i s   m e t h o b a s e o n   t h e i r   r e s pe c t i v e   di s t a n c e   f r o m   t h e   s t a r t i n g   po i n t   i n   a n   i n c r e a s i n o rde r.   T h e   n e a r e s t   n o de   f r o m   t h e   i n i t i a l   po i nt   i s   de t e rm i n e by   t h e   pri o ri t y   que u e   t h a t   o pe r a t e s   i n   a   m o n o t o ni c   w a y .   In   di s c r e t e   e v e n t   s i m u l a t i o n,   e v e n t s   a r e   pri o ri t i z e b y   t h e   t i m e s   a t   w h i c t h e y   h a ppe n   a n d   a g a i a r e   e xt ra c t e m o no t o n i c a l l y .   L i ke w i s e ,   t h e   e v e n t s   w h e r e   t h e   po i nt   of   i n t e r e s t   i s   c r o s s e by   a   s w e e l i n e   a r e   p ri o r i t i z e i n   c o m put a t i o na l   ge o m e t r y ’s   s w e e l i n e   a l go r i t hm s   by   t h e   c oo r di n a t e s   of   t h e   c r o s s e po i n t   a n t h e y   a r e   do n e   i n   m o n o t o ni c   o r de r   t h a t   o c c ur s   i n   t h e   B S F   b r a n c h   a n d   bo un [21 - 22] .   P r i o r   i n f o r m a t i o n   a b o ut   t a r ge t   n o de   i s   n o t   r e qui r e i n   D i j ks t ra ’s   a n h e n c e ,   t hi s   m a ke s   i t   a n   uni n f o r m e a l go ri t hm .   It   i s   a pp l i c a b l e   i n   a n   e n v i r o n m e n t   w i t h   m ul t i p l e   n o de s   w i t h o ut   a n y   pr i o r i   a b o ut   t h e   c l o s e s t   n o de .   A t   e a c h   s t e p,   i t   c h o o s e s   t h e   e dge s   h a v i n s m a l l e s t   c o s t   a n o c c a s i o n a l l y ,   do e s   n o t   n e e t i n v e s t i ga t e   a l l   t h e   e dge s .   S i n c e   i t   i s   m o r e   ge n e r a l ,   t h e r e f o r e   i t   i s   o pe n   n o t   o n l y   t o   a c y c l i c   gr a p h s ,   b ut   t o   o t h e r s   a l s o .   U s ua l l y   i t   s e a r c h e s   a   h uge   t e rr i t o r y   i n   t h e   g ra p h   a nd  t hus ,   a pp l i c a b l e   i n   ge o gr a p h i c a l   m a ps ,   e . g ,   G o o gl e   m a p .   I n   t h i s   a l go r i t h m ,   e dge s   t h a t   ha v e   p o s i t i v e   w e i gh t s   a r e   s t o r e i n   a   pri o r i t y   qu e ue   a n t h e y   a r e   r e f e r r e b y   t h e   di s t a n c e   b e t w e e n   t h e   l o c a t i o n s .   I IP   r o ut i n g   a l s o   D i j ks t ra ’s   c a n   b e   us e s o   t h a t   i n   t h e   b e g i nni n t h e   O pe s h o rt e s t   P a t c a n   b e   f o un d,   s uc a s   i t e l e p h o n e   n e t w o r k.   P a l o s s i   e t   a l .   i m pl e m e n t e D i j ks t ra ' s   a l go r i t hm   f o r   a n   e n e rg y - e ff i c i e n t   s h o r t e s t   t ra j e c t o r y   pl a nni n g   [26].   F o r   m u l t i - r o t o r   U A V s   t h e y   ut i l i z e I n t e l ' s   H D   G r a p h i c s   a c c e l e r a t o r   t ha t   i s   ge n e ra l l y   a ppl i e i n   s uc h   m i s s i o n s   w h e r e   h u m a n   o pe ra t o r ’s   i n c r e a s i n g   a u di o - v i s ua l   c o m pe t e n c y   i s   r e qu i r e d,   s uc h   a s   r e s c ue   m i s s i o n.   T h e   p r o po s e m e t h o s a v e a b o ut   98  o f   r e qui r e e n e rg y   by   t h e   s e que n t i a l   v e r s i o n.   A n j a l i   J a i e t   a l .   i m p l e m e nt e t h e   m o di f i e d   D i j ks t r a ’s   a l go r i t h m   w h i c h   c a n   a l s o   i n c r e a s e   t h e   pe r f o r m a n c e   of  f i n d i n o ut   t h e   s h o rt e s t   r o ut e   w i t h   m i n i m u m   i t e r a t i o n s   a n s a v e s   c os t   a s   w e l l   a s   e n e rgy   [27].   J .   T .   E c o n o m o e t   a l .   a l s o   us e d   t h i s   a l go r i t h m   t o   p r o po s e   4 - z o n e   s t r a t e gy   t h a t   w a s   e f fe c t i ve   i n   a   m ul t i - s c e na r i o   m e t h o t o   m a t h e   U A V   m i s s i o n.   T h e   a c hi e v e r e s ul t   r e v e a l e t h a t   t h e   o pt i m u m   pa t w a s   de pe n de n t   o n   t h e   m i n i m i z a t i o n   o f   t h e   g r o s s   pr o pul s i o n   e n e r gy   [28].     2. 5 .      A*   S e a r c h   A l go r i th m     In   1 968,   H a r t   [ 29]  p r o po s e a   h e uri s t i c   s e a r c h   m e t h o A *.   T h e   fo r w a r c o s t   f un c t i o n,   h ( n a l o n g   w i t h   b a c kw a r c o s t   f un c t i o n,   g( n i n   b e t w e e n   t h e   s o ur c e   a n c u rr e nt   n o de s   a r e   us e i n   t h i s   a l go r i t hm   t c a l c ul a t e   t h e   t o t a l   c o s t   f un c t i o n   f ( n a s   i s   e xp r e s s e b e l ow   c om b i ni n b o t t h e   B e s t - f i r s t   s e a r c h   a n D i j ks t r a ’s   a l go ri t hm :     f   (n ) = g( n )   +   h ( n)   G e n e ra l l y   i t   i gn o r e s   t h e   o b s t a c l e   i n   b e t w e e n   t h e   c u rr e nt   a nd  t a r ge t   n o de   t o   f i n t h e   h e uri s t i c   v a l ue   t h a t   i s   i s   a   s t r a i g h t   l i n e   di s t a n c e   [1].   A s e e m s   t o   b e   m o r e   l i k e   D i j ks t r a ' s   a l go r i t hm   w h e n   t h e   b a c kw a r c o s t   i s   pr e v a i l i n r e s u l t i ng  i n   t h e   s h o r t e s t   pa t b e t w e e n   t h e   s o ur c e   a n t a r ge t   n o de s .   B ut   A b e c o m e s   D i j ks t ra ’s   A l go r i t h m   f o r   z e r o   h e u r i s t i c   a n w h e n   t h e   s e a r c h e s   a r e   fo r   l o n ge r   t i m e   i n   e xt r e m e   c a s e s .   Co n v e r s e l y ,     A s e e m s   t o   b e   B F S   w i t do m i na n t   f o r w a r c o s t   o r   h e u ri s t i c   w e i gh t i ng  t o   pr o duc i n g   a   f a s t   n o n - gua ra n t e e s h o rt e s t   p a t h.   N e v e r t h e l e s s ,   i t   i s   n o t   po s s i b l e   t o   c a l c ul a t e   i n   a dv a n c e   t h e   t rue   h e u r i s t i c   v a l ue   [9] .   T o t a l   n u m b e r   of   n o de s   t o   b e   di s c o ve r e by   A a r e   r e duc e by   t h e   h e uri s t i c   f un c t i o n   w h e r e   t h e   s t a rt   n o de   i s   s a ve d   i n   t h e   pri o r i t y   qu e ue   a s   t h e   f i r s t   n o de   w i t h   w h i c h   o t h e r   n e i g h b o r i n n o de s   a r e   di r e c t l y   c o n n e c t e d.   T h e n   t h e   s t a rt   n o de   i s   a s s o c i a t e w i t h   t h e i r   c o rr e s po n di ng  t o t a l   c o s t   a n s t o r e i n   t h e   p r i o ri t y   que ue .   In  n e xt   s t e p ,   t h e   l e a s t   c os t   n e i g h b o ri n n o de   e xpa n d s   a n o t h e r   a dj a c e n t   n o de s   t ha t   a r e   n o t   i t h e   que ue   a r e   a dde d.   T i l l   t h e   t a r ge t   po i n t   c o m e s   i n   t h e   que ue ,   t hi s   p r o c e s s   r e pe a t s   i t s e l f .   W h e n   t h e   h e u r i s t i c   v a l ue   i s   l e s s e r   t ha n   t h e   a c t u a l   v a l ue   A a l go ri t hm   p r o v i de s   o pt i m a l   v a l ue   by   gi v i n gua ra n t y   t ge n e ra t e   a   l e a s t   c o s t   pa t h   i n   b e t w e e n   t h e   s t a r t i n g   a n t a rge t   po i nt s .   If   a   s o l ut i o e xi s t s ,   t h e A *   i s   c o m pl e t e   o nl y   w h e t h e   t i m e   a nd  m e m o r y   a r e   u n l i m i t e d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A   r e v i e w   on  gr aph   s e ar c a l gor i t hm s   f or   o pt i m a l   e n e r gy   e f f i c i e nt   pat h   ( Sanj o y   Kum ar   D e bna t h )   747   T h e   A s e a r c h   a l go ri t hm   i s   a n   e xa m p l e   of   a   b e s t - f i r s t   s e a r c a n k n o w n   a s   B *.   Be s t - f i r s t   a l go r i t h m s   a r e   o f t e n   us e fo r   pa t h   f i n di ng  i t h e   c o m b i na t o ri a l   s e a r c h   w h i c h   i s   a   b e s t - f i r s t   g ra p h   s e a r c h   a l go ri t hm   t h a t   f i n ds   t h e   l e a s t - c o s t   pa t f r o m   a   gi v e i ni t i a l   n o de   t o   a n y   go a l   n o de   [19 - 2 0].   A t a ke s   m uc p r o c e s s i n t i m e   a nd  de c r e a s e s   t h e   w o r s pe e d.   T o   o ve r c o m e   t h i s   p r o b l e m   G ur uj i   e t   a l .   p r o po s e a   m o di f i e A a l go r i t h m   [30]  w h i c h   r e duc e t he   pr o c e s s i n t i m e   a t   l e a s t   b y   65%.   T hus   i t   c a n   b e   c o n c l ude t ha t   t h e   m o di f i e A a l go ri t hm   i s   b e t t e r   i n   t e rm s   of   pr o c e s s i n t i m e   t r a di n o f a   l i t t l e   c o s t   of   pa t l e n g t h   a nd  c a n   b e   a ppl i c a b l e   fo r   f a s t   p r o c e s s i n a ppl i c a t i o n s .   S ud ha ka ra   e t   a l .   de v e l o pe E nh a n c e A a l go ri t hm   w hi c p r o v i de a   m uc h   s h o rt e r   t i m e   o f   t ra v e l   a s   c o m pa r e t o   t ha t   o f   t h e   m o di f i e A A l go ri t hm   [31].   T h e r e f o r e ,   t h e   E nha n c e A A l go r i t hm   c a n   a c c o m m o da t e   a   p r o v i s i o n   f o r   ge n e ra t i n a   b e t t e r   c o nt r o l   of  t h e   r o b o t   a n pa v e   t h e   w a y   f o r   e xpe di t i n a n   e f fe c t i ve   c o n t ri v a n c e   f o r   e xpl o r i n pa t h   p l a nni n i n   r o b o t i c s .     A   r o ut e   w a s   fo un i n   [16]  w i t h   e i t h e r   m i ni m um   f ue l   c o n s um pt i o n   o r   s h o rt e s t   t r a v e l i n t i m e   by   i m pl e m e n t i n v e h i c ul a r - ad - h o c - n e t w o r k -   (V A N E T - b a s e A   (V BA r out e   pl a nni n a l go r i t hm .   A i s   b e s t   r e ga rdi n t h e   s h o rt e s t   di s t a n c e ,   b ut   t h e   a l go r i t hm   n e e a   l o n ge r   c o m put a t i o n a l   t i m e .   T h e   a l go r i t hm   i s   n o t   a pp r o p r i a t e   t o   t h e   s i t ua t i o n   f o r   s e que n t i a l   t a s ks   a r e   a s s i g n e f o r   r o b o t   [24].   T h e   pa t pl a nni n w i t h   e n e r gy   c o n s i de ra t i o n s   i n s i g ht   w e r e   ge n e ra t e b y   w e i gh t e A *   s e a r c h   t o   o b t a i t h e   g l o b a l   na v i ga t i o s t ra t e gy   [25].       3.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S     D F S   i s   go o t o   pi c up  o n l y   s o l ut i o n   a m o ng  m a n y   po s s i b i l i t i e s   w i t h o ut   c a r i n g   a b o ut   e xa c t l y   w h i c o n e .   It   m a y   b e   l e s s   a pp r o pri a t e   w h e n   t h e r e   i s   o nl y   o n e   s o l ut i o n ,   o i f   t h e   s h o rt e s t   o n e   i s   n e e de d.   D F S   i s   go o b e c a us e   a   s o l ut i o n   c a b e   f o un w i t h o ut   c o m put i ng  a l l   n o de s   B r e a dt h - f i r s t   s e a r c h   i s   s ui t a b l e   f o r   l i m i t e a v a i l a b l e   s o l ut i o n s   t ha t   us e   a   c o m pa ra t i v e l y   s m a l l   num b e of   s t e ps .   It s   e xc e pt i o n a l   p r o pe r t y   f i n ds   t h e   s h o rt e s t   pa t h   f r o m   t h e   s o ur c e   n o de   up  t o   t h e   n o de   t ha t   i t   v i s i t e f i r s t   t i m e   w h e n   a l l   t h e   gra p h ’s   e dge s   a r e   e i t h e r   u n - w e i gh t e o r   ha v i ng  s i m i l a r   w e i ght .   B r e a d t h - f i r s t   s e a r c h   i s   c o m pl e t e   i f   o n e   e xi s t s .   B r e a d t h - f i r s t   s e a r c i s   go o be c a us e   i t   do e s   n o t   ge t   t ra ppe d   i de a d   e n ds .   B F S   a l go r i t hm   do e s   n o t   a s s ur e   t o   di s c ove r   t h e   s h o r t e s t   pa t h   b e c a us e   i t   by pa s s e s   s o m e   b r a n c h e s   i t h e   s e a r c t r e e .   It   i s   a   g r e e d y   s e a r c h   w hi c i s   n o t   c o m pl e t e   a n o pt i m a l .   D i j ks t ra ’s   a l go ri t hm   i s   s y s t e m a t i c   s e a r c h   a l go r i t h m   a n d   gi v e s   s h o r t e s t   p a t b e t w e e n   t w o   n o de s .     In   o pt i m a l   c a s e s ,   w h e r e   t h e r e   i s   n o   pr i o r   k n o w l e dge   of   t h e   gr a p h ,   i t   c a nn o t   e s t i m a t e   t h e   di s t a n c e   be t w e e n   e a c h   n o de   a n t h e   t a r ge t .   U s ua l l y ,   a   l a rge   a r e a   i s   c o ve r e i n   t h e   g r a p h   by   D i j ks t r a ’s   due   t o   i t s   s e l e c t i o n   of  e dge s   w i t h   m i ni m u m   c o s t   a t   e v e r y   s t e a n t h us ,   i t   i s   s i g n i f i c a n t   f o r   t h e   s i t ua t i o n   ha v i n m u l t i pl e   t a r ge t   n o de s   w i t h o ut   a n y   pr i o r   k n o w l e dge   of   t h e   c l o s e s t   o n e .   A i s   n o t   v e r y   o p t i m a l   b e c a us e   i t   n e e ds   t o   b e   e xe c ut e a   n u m b e r   of   t i m e s   fo r   e a c h   t a r ge t   n o de   t o   ge t   t h e m   a l l .   A *   e xpa n ds   o n   a   n o de   o n l y   i f   i t   s e e m s   pr o m i s i n g .   It   o nl y   a i m s   t o   r e a c t h e   t a r ge t   f r o m   t h e   c u rr e n t   n o de   a t   t h e   e a r l i e s t   a nd  do e s   n o t   a t t e m p t   t o   r e a c h   a n y   o t h e n o de .   A i s   c o m pl e t e   b e c a us e   i t   a l w a y s   f i n ds   a   pa t i f   o n e   e xi s t s .   B y   m o di fy i n t h e   us e h e u r i s t i c s   a n d   n o de ’s   e v a l ua t i o t a c t i c s   o f   A *,   o t h e pa t h - f i n di ng  a l go ri t hm   c a n   b e   d e ve l o p e d.   D i j ks t r a   a n t h e   B F S   c a n   b e   s i m ul a t e i n   t h i s   w a y .   T a b l e   c o m pa r e s   t h e   di s c us s e gr a p s e a r c h   m e t h o ds   i n   t e r m s   o f   pa t h   o pt i m a l i t y ,   c o m put a t i o n   t i m e ,   r e a l   t i m e   c a pa b i l i t y ,     m e m o r y   us a ge ,   s a f e t y   a n d   c o m pl e t e n e s s .         T a b l e .   Co m p a r i s o o f   G r a p h   S e a r c M e t h o ds   G ra p h   S e a r c h   M e t h o d   M e t h o d   O p t i m a l   P a t h   Co m p u t a t i o n a l   T i m e   Re a l - t i m e   M e m o r y   S a fe t y   Co m p l e t e n e s s   D e p t h - F i r s t   S e a r c h               Bre a d t h - F i r s t   S e a r c h               D i j k s t ra ’s               Be s t   F i r s t               A*                   4.   C O N C LU S I O N     S e ve r a l   p a t pl a nni n a l go r i t hm s   w e r e   i m pl e m e n t e b y   e a r l i e r   r e s e a r c h e r s   a n n o w   i t   i s   m ul t i d i m e n s i o na l .   T h e   m a i n   o b j e c t i ve s   a r e   t o   m a ke   a   p a t h   p l a nni n e f f i c i e n t   de pe n ds   o n   (i m i n i m a l   c o m put a t i o n   t i m e ,   (i i o pt i m a l   c o l l i s i o n - f r e e   pa t h,   (i i i e n e rg y   e ff i c i e n c y ,   a n (i v c o m pl e t e n e s s .   T h i s   w o r k   c o n c e n t r a t e o n   g r a p s e a r c h   a l go ri t hm s   c o n s i de ri n t h e   o bj e c t i v e s   of   U A V ’s   m i s s i o w h e r e   e n e r gy   e ff i c i e n c y   a n t h e i r   na t u r e   o f   m o t i o n ,   a dv a n t a ge s ,   a n d   d ra w ba c ks   w e r e   t a ke n   c a r e .   A c c o r di n g   t o   t h e   o b t a i n e r e s ul t s   s uc h   a s   s a f e t y ,   c o m pl e t e n e s s   a n c o m put a t i o n   t i m e ,   a n   o pt i m i z a t i o n   c a n   b e   do n e   t o   m a ke   i t   a n   e n e r gy - e ff i c i e n t   pa t pl a nni n a l go r i t h m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   2 A ugus t   2 019   :     743   -   749   748   A C K N O WL ED G E M EN TS   T h i s   r e s e a r c h   s uppo r t e by   U n i v e r s i t i   T u n   H us s e i n   O nn   M a l a y s i a   ( U T H M a n f un de by   T IE R - V o t   H 131.       R EF ER EN C ES   [ 1]   E .   M ue g g l e r ,   M .   F a e s s l e r ,   F .   F o nt a na ,   a nd  D .   S c a r a m uz z a .   A e r i a l - g ui de d   na v i g a t i o o f   a   g r o und  r o bo t   a m o ng  m ov a bl e   o bs t a c l e s .   I S a f e t y ,   S e c ur i t y ,   a nd  R e s c ue   R o bo t i c s   ( S S R R ) ,   2014 ,   IE E E   I n t e r nat i on al   Sy m p os i um   on ,   2014 .   [ 2]   M ur phy ,   R o bi R .   " T r i a l   by   f i r e   [ r e s c ue   r o bo t s ] . "   I E E E   R obo t i c s   &   A ut om a t i on   M aga z i ne   11 . ( 20 04) :   50 - 61 .   [ 3]   R .   R .   M ur p hy ,   S .   T a do ko r o ,   D .   N a r di ,   A .   J a c o ,   P .   F i o r i ni ,   H .   C ho s e t ,   a nd  A .   M .   E r km e n .   S e a r c a nd  r e s c ue   r o bo t i c s .   I B .   S i c i l i a no   a nd  K .   O us s a m a ,   e d i t o r s ,   S pr i ng e r   H a nd bo o o f   R o bo t i c s ,   pa g e s   115 1 1 173 .   Sp r i n ge r   V e r l ag ,   2 008 .   [ 4]   E .   G ui z z o .   J a pa e a r t hqua ke :   R o b o t s   he l p   s u r v i v o r s   f o r   ht t p : / / s pe c t r um . i e e e . or g / au t om a t on / r o bot i c s / i n dus t r i a l - r obo t s / j apan - e ar t hqua k e - r o bot s - he l p - s e ar c h - f or - s u r v i v o r s ,   2011     [ 5]   J .   N i ko l i c ,   M .   B u r r i ,   J .   R e hd e r ,   S .   L e ut e ne g g e r ,   C .   H ue r z e l e r   a n R .   S i e g w a r t .   A   ua v   s y s t e m   f o r   i ns p e c t i o o f   i ndu s t r i a l   f a c i l i t i e s .   I n   A e r os p ac e   C on f e r e nc e ,   2013   I E E E ,   p a g e s   1,   8,   M a r c 2013 .   [ 6]   B i ni t h a ,   S . ,   a nd   S .   S i v a   S a t hy a .   " A   s ur v e y   of   bi o   i ns p i r e d   o pt i m i z a t i o a l g o r i t hm s . "   I nt e r na t i ona l   J ou r na l   o f   So f C om put i ng   an E ng i ne e r i ng   2 . ( 20 12) :   137 - 15 1.   [ 7]   J .   G i e s br e c ht   a nd   D e f e nc e   R & D   C a na da .   P a t h   pl a nn i ng   f o r   unm a nne d   g r o und  v e hi c l e s .   T e c hn i c a l   M e m o r a ndum   D R D C   S uf f i e l T M   200 4 - 272 ,   ( 200 4) .   [ 8]   O m a r ,   R .   a nd  G u,   D . W . ,   2 009 ,   V i s i b i l i t y   l i n e   ba s e m e t ho ds   f o r   U A V   pa t pl a nni ng .   I I C C A S - S I C E A ugu s t   2009   ( pp.   31 76 - 3181) .   I E E E .   [ 9]   S .   M .   L a V a l l e .   20 06,   P l an ni n A l go r i t hm s ,   C a m b r i dg e   U n i v e r s i t y   P r e s s .   [ 10]   D e bna t h ,   S . K . ,   O m a r ,   R .   a n L a t i p ,   N . B . A . ,   A   R e v i e w   o E ne r g y   E f f i c i e nt   P a t P l a nn i ng   A l go r i t hm s   f o r   U nm a nne d   A i r   V e h i c l e s .   I n   C om pu t a t i ona l   S c i e nc e   and   T e c hno l og y   Sp r i nge r ,   S i ng apo r e .   2 019;   pp.   5 23 - 532 .   [ 11]   H u,   L uo ke ,   e t   a l .   " M i n i m i s i ng   t he   e n e r g y   c o ns um pt i o o f   t o o l   c ha ng e   a nd  t o o l   p a t o f   m a c hi n i ng   by   s e que nc i ng   t h e   f e a t u r e s . "   E ne r gy   147  ( 201 8) :   390 - 402 .   [ 12]   E .   F .   M o o r e .   19 57 ,   t he   s ho r t e s t   pa t h   t h r o ug a   m a z e .   P r o c e e di ng s   o f   a I nt e r n a t i o na l   S y m p o s i um   o t h e   T h e o r y   of   S w i t c hi ng .   C a m br i dg e :   H ar v ar U n i v e r s i t y   P r e s s ,   pa g e s   28 5 - 292   [ 13]   G .   D ude a nd  M .   J e nk i n .   2000 ,   C o m put a t i o na l   pr i nc i p l e s   o f   m o bi l e   r o bo t i c s .   C am br i dge   U ni v e r s i t y   P r e s s ,   C am br i dge ,   U K .   [ 14]   Z a f a r ,   A qs a ,   K r i s hna   K a n t   A g r a w a l ,   a n W C dr   A ni l   K um a r .   " A na l y s i s   of   M ul t i pl e   S ho r t e s t   P a t F i nd i ng   A l go r i t hm s   i N o v e l   G a m i ng   S c e na r i o . "   I n t e l l i ge n t   C om m uni c at i on,   C on t r o l   and  D e v i c e s .   S pr i ng e r ,   S i ng a po r e ,   2018 .   1267 - 12 74.   [ 15]   ht t ps : / / w w w . q uo r a . c o m / W ha t - a r e - s o m e - r e a l - l i f e - e x a m pl e s - of - B r e a dt h - a nd - D e p th - F i r s t - S e a r c h; 10: 29  P M ,   10 t h   M a y 2018   [ 16]   C ha ng ,   I ng - C ha u,   e t   a l .   " A   V A N E T - B a s e A R o ut e   P l a n ni ng   A l g o r i t hm   f o r   T r a v e l l i ng   T i m e - a nd  E ne r g y - E f f i c i e nt   G P S   N a v i g a t i o A pp . "   I nt e r na t i ona l   J ou r na l   of   D i s t r i bu t e Se ns o r   N e t w or k s   9 . 7   ( 2013 ) :   79452 1.   [ 17]   P e a r l ,   J .   H e u r i s t i c s :   I nt e l l i g e nt   S e a r c S t r a t e g i e s   f o r   C o m put e r   P r o b l e m   S o l v i ng .   A d di s on - W e s l e y ,   198 4 .   p .   48 .   [ 18]   R us s e l l ,   S t ua r t   J . ;   N o r v i g ,   P e t e r   ( 20 03) ,   A r t i f i c i a l   I nt e l l i g e nc e :   A   M o de r A ppr o a c ( 2nd  e d . ) ,   U ppe r   S a dd l e   R i v e r ,   N e w   J e r s e y :   P r e nt i c e   H a l l ,   I SB N   0 - 13 - 79 0395 - 2.   pp .   9 a nd   95   ( no t e   3 ) .   [ 19]   B e r l i n e r ,   H a ns .   " T he   B t r e e   s e a r c a l g o r i t hm :   A   be s t - f i r s t   pr o o f   pr o c e dur e . "   R e adi ngs   i n   A r t i f i c i al   I nt e l l i ge nc e 1981 .   79 - 87.     [ 20]   P e a r l ,   J ude a .   "H e ur i s t i c s :   i n t e l l i ge nt   s e ar c h   s t r a t e gi e s   f o r   c om pu t e r   pr ob l e m   s o l v i ng . "   ( 1984 ) .   [ 21]   M e h l ho r n ,   K ur t ;   S a nde r s ,   P e t e r   ( 200 8) .   A l g o r i t hm s   a nd   D a t a   S t r uc t ur e s :   T he   B a s i c   T o o l bo ( P D F ) .   Spr i nge r .   [ 22]   ht t ps : / / e n . w i ki pe d i a . o r g / w i k i / M o no t o ne _pr i o r i t y _que ue   [ 23]   E .   W .   D i j ks t r a .   195 9,   A   no t e   o t w o   pr o bl e m s   i c o nne x i o w i t g r a ph s .   I n   N um e r i s c he   M a t he m at i k   1 ,   pa g e s   269 - 271.   [ 24]   K o r km a z ,   M e hm e t ,   a nd  A ki f   D ur du .   " C o m pa r i s o o f   o pt i m a l   p a t pl a nn i ng   a l g o r i t hm s . "   A dv a n c e T r e n ds   i n   R adi oe l e c r t r on i c s ,   T e l e c om m u ni c at i on s   an C om pu t e r   E n gi ne e r i n ( T C SE T ) ,   20 18   14 t I n t e r na t i o na l   C on f e r e nc e   on.   I E E E ,   20 18.   [ 25]   G upt a ,   G a ur a v ,   a n A s hi s D u t t a .   " T r a j e c t o r y   g e ne r a t i o a nd  s t e pl a nn i ng   o f   a   12  D o F   bi p e r o bo t   o une v e n   s ur f a c e . "   R ob ot i c a   ( 2018) :   1 - 26 .   [ 26]   D a ni e l e   P a l o s s i ,   M i c he l e   F u r c i ,   R o be r t o   N a l di .   2016 ,   A E ne r gy - E f f i c i e nt   P ar al l e l   A l go r i t hm   f o r   R e al - T i m e   N e ar - O pt i m al   U A V   P at P l an ni ng .   C F 16 ,   M a y   16 - 19 ,   C o m o ,   I t a l y .   [ 27]   J a i n,   A nj a l i ,   U .   D a t t a ,   a nd  N e e l a m   J o s h i .   20 16,   " I m pl e m e nt e M o di f i c a t i o i D i j k s t r a s   A l g o r i t hm   t o   F i nd  t h e   S ho r t e s t   P a t f o r   N N o de s   w i t C o ns t r a i n t . I n t e r na t i ona l   J ou r na l   of   Sc i e n t i f i c   E ng i ne e r i ng  and  A p pl i e Sc i e nc e   2. 2:   420 - 426 .   [ 28]   J . T .   E c o no m o u,   G   K l a di s ,   A   T s o ur do s ,   B . A .   W hi t e .   2 007 ,   U A V   O pt i m um   E ne r gy   A s s i g nm e nt   us i ng   D i j k s t r a s   A l go r i t hm .   I P r o c e e di ngs   of   t he   E u r ope an   C on t r o l   C on f e r e nc e   20 07,   K o s ,   G r e e c e ,   J u l y   2 - 5.   [ 29]   P .   H a r t .   1968 ,   A   f o r m a l   ba s i s   f o r   t h e   h e ur i s t i c   d e t e r m i na t i o o f   m i ni m um   c o s t   pa t hs .   I I E E E   T r an s ac t i ons   on   Sy s t e m s   S c i e nc e   a nd  C y be r ne t i c s ,   pa g e s   10 0 - 107 .   [ 30]   G ur u j i ,   A ks ha y   K um a r ,   H i m a n s A g a r w a l ,   a nd  D .   K .   P a r s e d i y a .   2016 ,   " T i m e - e f f i c i e n t   A A l go r i t hm   f o r   R o bo t   P a t h   P l a n ni ng . P r oc e di T e c h no l ogy   2 3:   144 - 149.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A   r e v i e w   on  gr aph   s e ar c a l gor i t hm s   f or   o pt i m a l   e n e r gy   e f f i c i e nt   pat h   ( Sanj o y   Kum ar   D e bna t h )   749   [ 31]   S udha ka r a ,   P r i y a nka ,   a n V e l a ppa   G a n a pa t hy .   2016 ,   " T r a j e c t o r y   P l a n ni ng   o f   a   M o bi l e   R o bo t   us i n g   E nha nc e A -   S t a r   A l g o r i t hm . "   I n di a J ou r na l   o f   Sc i e nc e   an T e c h nol ogy   9 . 41 .   [ 32]   L i ,   C ha o ,   a nd  M a o m i   U e no .   " A e xt e nde d e pt h -   f i r s t   s e a r c a l g o r i t hm   f o r   o pt i m a l   t r i a ng ul a t i o o f   B a y e s i a n   ne t w o r k s . "   I n t e r na t i ona l   J ou r na l   o f   A pp r ox i m a t e   R e as on i ng   80   ( 20 17) :   294 - 312 .   [ 33]   L a t i p ,   N . B . A . ,   O m a r ,   R .   a nd  D e bn a t h ,   S . K .   O p t i m a l   P a t P l a nn i ng   us i ng   E qui l a t e r a l   S pa c e s   O r i e nt e V i s i b i l i t y   G r a ph   M e t ho d .   I n t e r nat i o nal   J o ur n al   of   E l e c t r i c a l   and   C om pu t e r   E ng i ne e r i ng   ( I J E C E ) ,   7 ( 6 ) ,   pp . 304 6 - 3051 ,   2017 .   [ 34]   L i m ,   W e i   H o ng ,   N o r   A s hi di   M a t   I s a ,   S e w   S un  T i a ng ,   T e ng   H w a n g   T a n,   E l a ng o   N a t a r a j a n,   C hi H o ng   W o ng ,   a nd  J i ng   R ui   T a ng .   " A   S e l f - A da pt i v e   T o po l o g i c a l l y   C o nne c t e d - B a s e d   P a r t i c l e   S w a r m   O p t i m i z a t i o n . "   I E E E   A c c e s s   ( 201 8) :   6534 7 - 65366 .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S         S a nj o y   K um a r   D e bna t i s   a   P hD   s c ho l a r   i F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   &   E l e c t r o n i c   E ng i ne e r i ng   i t h e   U ni v e r s i t i   T un  H us s e i O nn  M a l a y s i a   ( U T H M ) .   H e   r e c e i v e hi s   M a s t e r s   o f   E ng i ne e r i ng   f r om   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a   i 2014 .   H e   j o i ne a   r e s e a r c o O pt i m a l   E n e r g y   E f f i c i e nt   P a t h   P l a n ni ng   f o r   a n   U nm a n ne d   A i r   V e hi c l e   ( U A V )   i O b s t a c l e - R i c E nv i r o nm e n t   i n   20 15  a t   U T H M   und e r   t he   O f f i c e   o f   R e s e a r c h,   I nno v a t i o n,   C o m m e r c i a l i z a t i o n,   a nd  C o ns u l t a nc y   M a n a g e m e nt .         D r . R o s l i   O m a r   c ur r e nt l y   i s   a   l e c t ur e r   a t   t h e   F a c ul t y   o f   E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o n i c   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t i   T u H us s e i O nn   M a l a y s i a .   H e   r e c e i v e hi s   P hD   i e n g i ne e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t y   of   L e i c e s t e r ,   U n i t e K i ng do m   i 2012 .   H i s   r e s e a r c i n t e r e s t s   a r e   i r o bo t i c   e ng i n e e r i ng ,   a ut o no m o us   s y s t e m   a n s y s t e m   i de n t i f i c a t i o n.         N o r   B a da r i y a A bdul   L a t i p,   r e c e i v e he r   ba c he l o r   i E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng   f o l l o w e by   M a s t e r   i E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t i   T un  H u s s e i O n M a l a y s i a   ( U T H M )   i n   201 a nd  201 8   r e s pe c t i v e l y .   H e r   r e s e a r c i nt e r e s t s   a r e   i r o bo t i c   pa t pl a nn i ng ,   c o nt r o l   s y s t e m   a nd  m e d i c a l   e l e c t r o ni c .   S he   i s   c u r r e nt l y   w o r ki ng   i n   a   m u l t i na t i o na l   c o m pa n y .         D r .   T a pa n   K um a r   C ha k r a bo r t y   r e c e i v e hi s   B a c he l o r   o f   S c i e nc e   i E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng   de g r e e   f r o m   B a ng l a de s U n i v e r s i t y   of   E ng i ne e r i ng   a nd  T e c hno l o gy ,   D ha ka   i n   1984 .   H e   c o m pl e t e t he   M .   E ng g   de g r e e   i E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   a t   t he   U n i v e r s i t y   o f   R oo r ke e ,   I ndi a   i 198 8.   H e   o bt a i ne hi s   P h .   D   de g r e e   i E l e c t r i c a l   a n d   c om put e r   E ng i ne e r i ng   f r o m   K a na z a w a   U n i v e r s i t y ,   J a pa i 1 998 .   H e   s e r v e a s   l e c t ur e r ,   a s s i s t a n t   p r o f e s s o r ,   a s s o c i a t e   pr o f e s s o r   a nd  pr o f e s s o r   i t h e   de pa r t m e nt   o f   E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng   a t   D h a k a   U ni v e r s i t y   o f   E ng i ne e r i ng   a nd  T e c hno l o gy   f r o m   O c t o be r , 1988   t o   M a y ,   2005 .   H e   s e r v e a s   t he   pr o f e s s o r   a n c ha i r m a n   i t he   de p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   a n C o m put e r   E ng i ne e r i ng   a t   t h e   P r e s i d e nc y   U ni v e r s i t y ,   D ha ka   f r o m   M a y ,   2005  t o   S e p t e m be r ,   20 16.   F r o m   O c t o be r ,   2 007  t o   M a y ,   2015 ,   he   s e r v e a s   t he   D e a o f   t he   S c ho o l   o f   E n g i ne e r i ng   a t   P r e s i de nc y   U ni v e r s i t y ,   D ha ka .     I S e pt e m be r ,   201 6,   he   j o i n e t he   de p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng   a s   a   pr o f e s s o r   a t   t he   U n i v e r s i t y   o f   A s i a   P a c i f i c ,   D ha ka .   H e   ha s   o v e r   t w e nt y   s e v e r e s e a r c pa p e r s   t o   hi s   c r e di t   i v a r i o us   j o ur n a l s   a nd   c o nf e r e nc e s   o f   na t i o na l   a nd  i n t e r na t i o na l   r e pu t e .   H e   i s   a l s o   c ur r e n t l y   s e r v i ng   a s   D i r e c t o r   o f   t he   I ns t i t ut e   o f   E ne r gy ,   E nv i r o nm e nt ,   R e s e a r c a n d   D e v e l o pm e nt   ( I E E R D )   a t   t he   U ni v e r s i t y   of   A s i a   P a c i f i c   i a d di t i o t o   h i s   no r m a l   d ut i e s .     H i s   f i e l ds   o f   i n t e r e s t s   a r e   e l e c t r o ni c   m a t e r i a l s   a n d e v i c e s ,   pha s e   c ha ng e   m e m o r y ,   e l e c t r o ni c   c i r c ui t s   a nd  po w e r   e l e c t r o ni c s .   H e   i s   a   F e l l o w   o f   t h e   I ns t i t u t i o o f   E ng i ne e r s ,   B a ng l a d e s h   a n a   m e m be r   o f   t he   I E E E .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   2 A ugus t   2 019   :     743   -   749   750     E l a ng o   N a t a r a j a i s   a   C h a r t e r e M e c ha n i c a l   E ng i n e e r   ( C E ng . ) ,   w ho   s pe c i a l i z e i M e c ha ni c a l   E ng i ne e r i ng   D e s i g n,   C A E   a nd  S o f t   R o bo t i c s .   H e   o bt a i ne d   do c t o r a l   d e g r e e   i n   M e c ha ni c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   A nna   U ni v e r s i t y ,   C he nna i ,   I ndi a   i 20 10 .   H e   w o r ke a s   a   P o s t   do c t o r a l   r e s e a r c f e l l o w   i U T M ,   S ku da i ,   M a l a y s i a   i 2013 .   H e   ha s   s e r v e f o r   e ng i ne e r i ng   c o l l e g e s / un i v e r s i t y   f o r   a bo u t   19+   y e a r s   i v a r i o us   a c a de m i c   po s i t i o ns .   H e   ha s   be e t e a c hi ng   M e c ha n i c a l   E ng i ne e r i ng   c o ur s e s   s i nc e   19 99  a nd   he   ha s   g a i n e e x t e n s i v e   kno w l e dg e   a nd   e xpe r i e nc e   i E ng i n e e r i ng   de s i g a nd  S t r e s s   a na l y s i s ,   C A E ,   V i br a t i o n,   S t a t i c s ,   S o f t   r o bo t i c s   a nd   po l y m e r   c o m po s i t e s .   H e   i s   a   a c t i v e   m e m be r   o f   I E T   a nd  I E E E   pr o f e s s i o na l   bo di e s .         C he   K N o r   C he   K u   M e l o r   i s   a   P hD   s c ho l a r   i n   F a c ul t y   o f   E l e c t r i c a l   &   E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng   i n   t he   U n i v e r s i t i   T un  H us s e i O nn  M a l a y s i a   ( U T H M ) .   S he   r e c e i v e hi s   M a s t e r s   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   U T H M   i n   20 12. H e r   r e s e a r c h   i n t e r e s t   i r o bo t i c   p a t h   p l a n ni ng .         E l i a   N a di r a   i s   a   P H D   i F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   a n E l e c t r o ni c   i t he   U T H M .   S h e   r e c e i v e he r   m a s t e r s   o f   E ng i ne e r i ng   f r o m   U T H M   i 2012 .   S he   j o i n e d   a   r e s e a r c o " E f f i c i e nt   C o o pe r a t i v e   pa t h   p l a nni ng   a pp r o a c ba s e d   o P o t e nt i a l   f i e l m e t ho d   us i ng   U A V s "   i n,   20 13  a t   U T H M .         S ha s h a   S he l y na   i s   a   P H D   s t ude n t   un de r   t h e   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c   i t he   U T H M .   S he   r e c e i v e h e r   M a s t e r s   o f   E ng i ne e r i ng   f r o m   U T H M   i 2 015 .   S h e   j o i n e t he   r e s e a r c o r o bo t   na v i g a t i o t h r o ug o bs t a c l e s   us i ng   S L A M   i n   20 14  a t   U T H M .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.