Um ambiente de simulação de múltiplos drones para avaliação de estratégias usando cossimulação
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19138 |
Resumo: | Multi-UAV applications are becoming more present in industry, used in defense and commercial applications, where UAVs perform tasks autonomously. Ensuring, however, that autonomous Multi-UAV applications are safe, that is, are able to perform their tasks and achieving their goals, is challenging, as decisions have to be taken with many time limited view of the world and in a hostile environment. Simulation can provide important insights on how well mission strategies perform. For instance, simulations can provide insights on which strategies could provide guarantees for the safety of equipments, in view of the high investments necessary for the creation of a multi-UAV system. We propose a co-simulation framework of multiple UAVs for the analysis of missions, in order to evaluate different flight strategies. To make the environment as realistic as possible, we introduced external threats such as winds, sectors with flight restrictions, and aircraft crashes. We validated our framework using a case study of an air surveillance system, where two types of flight strategies comparing two different flight strategies. We are able to analyse trade-offs between the flight strategies, in terms, of chances of UAV collision, running out of energy, and performing tasks. The results show the effectiveness of the tool in the strategy analysis, allowing the creation and evaluation of more effective strategies. |
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Um ambiente de simulação de múltiplos drones para avaliação de estratégias usando cossimulaçãoSimulador de múltiplos dronesCossimulaçãoAvaliação de estratégias de vooMulti-UAV simulatorCo-simulationFlight strategy valuationCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOMulti-UAV applications are becoming more present in industry, used in defense and commercial applications, where UAVs perform tasks autonomously. Ensuring, however, that autonomous Multi-UAV applications are safe, that is, are able to perform their tasks and achieving their goals, is challenging, as decisions have to be taken with many time limited view of the world and in a hostile environment. Simulation can provide important insights on how well mission strategies perform. For instance, simulations can provide insights on which strategies could provide guarantees for the safety of equipments, in view of the high investments necessary for the creation of a multi-UAV system. We propose a co-simulation framework of multiple UAVs for the analysis of missions, in order to evaluate different flight strategies. To make the environment as realistic as possible, we introduced external threats such as winds, sectors with flight restrictions, and aircraft crashes. We validated our framework using a case study of an air surveillance system, where two types of flight strategies comparing two different flight strategies. We are able to analyse trade-offs between the flight strategies, in terms, of chances of UAV collision, running out of energy, and performing tasks. The results show the effectiveness of the tool in the strategy analysis, allowing the creation and evaluation of more effective strategies.NenhumaAplicações com múltiplos Drones estão se tornando mais presente nas industrias, usadas em aplicações de defesa e nas comerciais, onde as RPAs executam suas tarefas de forma autônoma. Garantir, entretanto, que aplicações de múltiplos Drones autônomos sejam seguros, isto é, sejam capazes de executar suas tarefas e alcançar seus objetivos, é um desafio, já que decisões precisam ser tomadas com uma visão bastante limitada do mundo em um ambiente hostil. A simulação pode fornercer informações importantes sobre o desempenho das estratégias das missões. Por exemplo, simulações podem prover informações sobre quais estratégias poderiam fornecer garantias para a segurança do equipamento, tendo em vista o alto investimento necessário para criação de um sistema com múltiplos Drones. Nesse sentido, propomos um ambiente de cossimulação de múltiplos Drones para a análise de missões, a fim de avaliar estratégias de voo diferentes. Para tornar o ambiente o mais realista possível, introduzimos ameaças externas tais como, ventos, setores com restrições de voo e colisões de aeronaves. Para validar o ambiente proposto utilizamos um estudo de caso de um sistema de vigilância aérea, onde comparamos dois tipos de estratégias de voo diferentes. O sistema capacitou a análise entre as estratégias de voo, em termos de colisões entre Drones, consumo de energia e no desempenho das missões. Os resultados obtidos demonstram a eficácia da ferramenta na análise das estratégias, possibilitando a criação e avaliação de estratégias mais efetivas.Universidade Federal da ParaíbaBrasilInformáticaPrograma de Pós-Graduação em InformáticaUFPBBrito, Alisson Vasconcelos dehttp://lattes.cnpq.br/6321676636193625Silva, Leydson Barbosa2021-01-05T00:38:42Z2021-01-042021-01-05T00:38:42Z2019-08-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19138porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-01-05T06:15:28Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/19138Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-01-05T06:15:28Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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