Navegação de veículos aéreos não tripulados para cobertura de áreas com minimização de tempo

• Autor(a) principal: Gustavo Silva Castilho de Avellar
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9NBGXR
• topic: Campos vetoriais; Cobertura; Veículos aéreos não tripulados; Engenharia elétrica

Este texto aborda o desenvolvimento, implementacao e teste de metodologias para planejamento de caminhos e cooperacao entre Veículos Aereos Nao Tripulados (VANTs) na tarefa de cobertura de fronteiras e areas. Foram escolhidas e avaliadas duas abordagens diferentes para o problema da navegacao. Na primeira, cada VANT e guiado atraves de curvas implcitas em um campo vetorial de nido em seu espaco de trabalho. A avaliacao do valor do campo na posicao de cada VANT resulta em um vetor cuja direcao e utilizada como referencia para o seu angulo de guinada e a magnitude e utilizada para referencia de velocidade. A segunda estrategia e baseada em uma distribuicao inteligente de waypoints em uma area designada para cobertura. De posse da localizacao das fronteiras da area a ser coberta e das informacoes de altura de voo e angulo de abertura da camera, primeiramente sao calculadas as posicoes das linhas por onde os VANTs irao voar. Esse calculo leva em consideracao que o VANT ira cobrir a area com movimentos de ida e volta, fazendo curvas na parte externa da area. A lista contendo as coordenadas da base e dos waypoints que delimitam cada linha sao utilizadas na segunda etapa, em conjunto informacoes do numero de VANTs disponiveis, tempo de setup, velocidade de voo e tempo maximo de voo. O conjunto de pontos e modelado como os vertices em um problema de multiplos caixeiros viajantes modi cado. A solucao deste problema de programacao linear inteira sera o numero de VANTs que sao necessarios para completar a missao no menor tempo possivel e a sequencia de waypoints que devera ser percorrida por cada um deles, para que a area seja completamente coberta. A contribuicao deste trabalho e a constatacao de que a utilizacao de todos os VANTs disponiveis para a missao nem sempre resultara na sua realizacao em tempo minimo. Isto e devido ao fato de que cada VANT possui um tempo de setup, e em algumas situacoes, a utilizacao de mais agentes nem sempre compensara o tempo de setup adicional de cada um deles. Experimentos realizados com um e dois VANTs em uma mesma area de interesse validaram os resultados.