Método bioinspirado para exploração e mapeamento de ambientes internos com múltiplos VANT

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Rosa, Ricardo da lattes
Orientador(a): Wehrmeister, Marco Aurélio lattes
Banca de defesa: Oliveira, Andre Schneider de lattes, Tacla, Cesar Augusto lattes, Freitas, Edison Pignaton de lattes, Todt, Eduardo lattes, Wehrmeister, Marco Aurélio lattes
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5024
Resumo: O uso de veículos aéreos não tripulados autônomos surge como uma opção de apoio em diversas atividades realizadas pelo ser humano, especialmente naquelas em que o processo de execução pode ser perigoso. A busca de vítimas feita por equipes de resgate em ambientes atingidos por catástrofes, tais como terremotos e furacões, é um exemplo disso, uma vez que, geralmente, não há conhecimento prévio do estado do espaço físico. A exploração e o mapeamento de ambientes com múltiplos Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT) pode auxiliar equipes na identificação das condições do local em um ambiente interno. A construção de mapas a partir de vários VANT autônomos exige um método de exploração do ambiente que pode fornecer resultados plausíveis do mapeamento e apresentar visibilidade para equipes de resgate em um período de tempo adequado. O método de exploração e mapeamento proposto faz a utilização de uma estrutura topológica para a representação do mapa, inspirado na estrutura hexagonal que as colmeias de abelhas possuem. Os VANT possuem um comportamento semelhante ao das abelhas no processo de construção dos favos da colmeia para as atividades de mapeamento de novos espaços. Nesse sentido, foram desenvolvidas três estratégias diferentes para a alocação de hexágonos a serem explorados: First In First Out, Distância Euclidiana e Distância Euclidiana Relativa. A estratégia de Distância Euclidiana Relativa (DER) apresentou resultados mais satisfatórios em intensidade do tráfego dos robôs aéreos e tempo total de exploração e mapeamento do ambiente. Experimentos foram realizados, fazendo uso de ambientes de simulação para validação do método proposto, variando o número de cenários e as estratégias adotadas. A redução dos deslocamentos dos VANT influencia diretamente no tempo de execução da exploração. O mapeamento topológico bioinspirado proposto nesta tese apresenta-se como uma opção viável para times de robôs aéreos na atividade de exploração e mapeamento de ambientes internos desconhecidos.