Desenvolvimento do Sistema "Swarm Navigation"

• Autor(a) principal: Lopes, Afonso Jorge Cardoso
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.26/49020
• topic: Controlo; Planeamento; Coordenação; Swarm; Assuntos Militares Navais

A dissertação de mestrado apresentada insere-se no desenvolvimento do atual projeto europeu, Swarm of Biomimetic Underwater Vehicles. Este divide-se em duas etapas, tendo sido a primeira etapa representada pela construção de um veículo biomimético e a segunda pelo desenvolvimento de um cardume de veículos de baixo custo. A segunda etapa do projeto SABUVIS, iniciou-se com a construção do primeiro protótipo de um desses veículos, denominado de Tobias. O foco principal desta etapa é a construção de um modelo de swarm, composto por diversos veículos, com capacidades operacionais idênticas ao protótipo já desenvolvido e de baixo custo. Este modelo tem como foco possibilitar a concretização de operações com uma tipologia benéfica para a Marinha Portuguesa, como a recolha de dados em missões do tipo reconhecimento e vigilância, a monitorização e reconhecimento de determinadas áreas ou a guerra anti-submarina. O trabalho apresentado pretende realizar o desenvolvimento de um modelo de swarm, inicialmente com veículos de superfície, que futuramente possa ser inserido nos protótipos realizados. No modelo construído, são utilizados veículos de superfície diferenciais, isto é veículos apenas com dois veios e sem leme, devido à possibilidade de utilização de um maior número de veículos deste tipo e devido ao menor nível de complexidade perante veículos de sub-superfície. A construção deste modelo é realizada em diversas etapas como, a preparação e adaptação de um simulador realista já existente, denominado de USVSim através do desenvolvimento de algoritmos de controlo de trajetória e seguimento, com a realização dos seus respetivos testes. Após esta adaptação, foi concebido um sistema de controlo descentralizado, através de uma ferramenta de comunicações descentralizadas, o Multimaster, sendo os seus testes o controlo da formação dos veículos e a atribuição de tarefas especificas a cada um dos membros do grupo. Pretendia-se implementar esses algoritmos num pequeno swarm de USVs, a construir para o efeito, mas devido a problemas na obtenção no material, tal não ix foi possível, sendo o trabalho desenvolvido inteiramente em simulação. Para tal, foi utilizado um simulador realista que opera em ambiente ROS. No entanto foi feito o levantamento do hardware necessário para construção futura desses veículos. O modelo desenvolvido foca-se na coordenação e planeamento entre os indivíduos do grupo, permitindo a implementação em veículos com características distintas, permitindo um maior número de áreas de atuação.