Propuesta de sistema multi-UAV para aplicaciones de cobertura de área
En la presente tesis se ha desarrollado una arquitectura completa de toma de decisiones para sistemas multi-UAV orientados a aplicaciones de cobertura de un área objetivo. Esta arquitectura está compuesta por dos capas, la primera de ellas posee una estructura centralizada, mientras que la estructur...
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2017 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/456309 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/456309 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Multi-UAV Asignació de tasques Asignación de tareas Task allocations Cobertura d'àrea Cobetura de área Area coverage Tecnologies 621 |
| Sumario: | En la presente tesis se ha desarrollado una arquitectura completa de toma de decisiones para sistemas multi-UAV orientados a aplicaciones de cobertura de un área objetivo. Esta arquitectura está compuesta por dos capas, la primera de ellas posee una estructura centralizada, mientras que la estructura de la segunda capa es distribuida. La capa centralizada está implementada en su totalidad en la estación de control en tierra, y en ella se lleva a cabo todo el proceso de generación y asignación de tareas, así como la planificación de las rutas gracias al software de planificación Mission Planner. En el momento en que los UAVs inician la ejecución de sus respectivos planes de vuelo, la capa distribuida toma el control del sistema. En esta etapa los UAVs inician el intercambio de información entre ellos acerca del desarrollo de la misión, lo que permitirá a cada UAV disponer del conocimiento necesario para iniciar un proceso de reasignación de tareas y de replanificación de rutas en caso de presentarse algún cambio que ponga en riesgo el cumplimiento de los objetivos de la misión. Se ha desarrollado un entorno de simulación multi-UAV modular, basado en la técnica de simulación Software in the Loop. Este entorno admite una gran variedad de configuraciones, pudiendo ser utilizado como un entorno enteramente virtual, hasta poder realizar pruebas mixtas, en las que interactúan aeronaves reales con aeronaves simuladas. Esta plataforma a resultado de vital importancia en la realización de la presente tesis, ya que ha permitido llevar a cabo toda la fase de desarrollo e implementación de las distintas estrategias y soluciones propuestas. Se ha creado un nuevo algoritmo de planificación de rutas para la cobertura de un área en tiempo mínimo mediante el uso de sistemas multi-UAV. Dicho algoritmo garantiza la cobertura de un área objetivo con varias aeronaves lanzadas desde una misma zona de lanzamiento sin presentar problemas de interferencia física. Para lograrlo se ha desarrollado una novedosa estrategia de construcción de caminos de ingreso y salida para los casos en el que el UAV no puede acceder directamente a la zona de vuelo asignada. También se ha desarrollado una estrategia de cooperación basada en el mecanismo de subasta de un solo item (SSA), capaz de realizar procesos de reasignación de waypoints con el objetivo de minimizar el efecto negativo de posibles incidentes en el tiempo global de la misión. Para ello se ha creado una estrategia de interacción entre todos los elementos del sistema basada en el intercambio de mensajes periódicos. |
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