Método de planificación de trayectorias múltiples para enjambre de UAVs

Abstract

espanolLos avances en robotica han provocado la aparicion del uso cooperativo y autonomo de distintos tipos de vehiculos,lo que permite completar de manera mas eficiente diferentes tipos de trabajos. Uno de los aspectos fundamentales relacionados con esta colaboracion es la planifcacion de rutas seguras, de tal manera, que se pueda garantizar el movimiento libre de colisiones de cada uno de los vehiculos por el area de trabajo. Por este motivo, se propone una planificacion de rutas multiples para un enjambre de Vehiculos Aereos No tripulados basado en la creacion de Hojas de Rutas Probabilisticas. El objetivo del trabajo es la implementacion de un metodo para la construccion de trayectorias seguras para cada uno de los agentes del enjambre en diversas situaciones, tales como: alcanzar un unico objetivo de manera conjunta, o dividirse para alcanzar diferentes ubicaciones con los de diversos vehiculos que conforman el enjambre (caso etiquetado y no etiquetado). Para ello, se emplearia Hojas de Rutas Probabilisticas, demostrando que aportan una solucion eficiente al problema de planificacion de multiples rutas. Ademas, se propone la integracion de esta solucion en una arquitectura en ROS que permita, en primera instancia obtener resultados dentro del entorno de simulacion Gazebo y, en un futuro, una sencilla implementacion de los algoritmos presentados en una ota de vehiculos real. Los resultados obtenidos muestran un rendimiento optimo en cuanto a tiempo de computo para las distintas situaciones propuestas y, la posible integracion en un framework versatil como ROS EnglishAdvances in robotics have resulted in the appearance of cooperative and autonomous use of dfferent types of vehicles, in order to complete different types of work more effciently. One of the fundamental aspects that allows to achieve this collaboration is the planning of safe routes, in such a way that it is possible to guarantee the free movement of collisions of each one of the vehicles by the work area. For this reason, in this work, it is proposed to plan multiple routes for a swarm of Unmanned Aerial Vehicles based on the creation of Probabilistic Road Maps. The objective is the implementation of a method that allows the construction of safe trajectories for each one of the agents of the swarm when a joint objective is desired, a labeled objective or when there are several objectives to be completed and several vehicles are available to do so ( unlabeled ), demonstrating that probabilistic roadmaps constitute a fast and effective method for the establishment of multiple routes. In addition, it is proposed to integrate this solution in an ROS architecture that allows, in the first instance, to obtain results within the Gazebo simulation environment and, in the future, a simple implementation of the algorithms presented in a real eet of vehicles. The results obtained show optimum performance in terms of computing time for the different situations proposed and possible integration into a versatile framework such as ROS.