Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34655
Título: | Análise da escalabilidade de método bioinspirado de exploração e mapeamento de ambientes internos desconhecidos usando times de VANTS |
Título(s) alternativo(s): | Scalability analysis of a bioinspired method for exploring and mapping unknown internal environments using UAV teams |
Autor(es): | Gomes, Bruno de Campos Monteiro |
Orientador(es): | Wehrmeister, Marco Aurélio |
Palavras-chave: | Drone Simulação (Computadores) Robôs móveis Mapeamentos (Matemática) - Simulação por computador Colméias Drone aircraft Computer simulation Mobile robots Mappings (Mathematics) - Computer simulation Beehives |
Data do documento: | 16-Fev-2024 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Curitiba |
Citação: | GOMES, Bruno de Campos Monteiro. Análise da escalabilidade de método bioinspirado de exploração e mapeamento de ambientes internos desconhecidos usando times de VANTS. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024. |
Resumo: | Este trabalho analisa a escalabilidade de um método bioinspirado para a exploração e mapeamento de ambientes internos desconhecidos usando múltiplos múltiplos Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT) que atuam de forma coordenada para concluir uma missão de exploração no menor tempo possível. Para isso, este trabalho utiliza o NetLogo como ferramenta de simulação, o qual possibilita a criação dos cenários e a implementação do método proposto por Rosa (2020). Esse método utiliza uma estrutura topológica para representação do mapa inspirada no formato hexagonal das colmeias de abelhas, de modo que cada hexágono é um novo espaço a ser mapeado e explorado. A análise de escalabilidade utiliza as mesmas três estratégias diferentes para a alocação de hexágonos a serem explorados: First In First Out (FIFO), Distância Euclidiana (DE) e Distância Euclidiana Relativa (DER). A escalabilidade proposta consiste em adicionar múltiplos VANT ao time de exploração, seguindo a sequencia de Fibonacci, chegando até a oitenta e nove VANTs. O trabalho de Rosa (2020) utilizou apenas três VANTs. Assim como no trabalho original, a estratégia de Distância Euclidiana Relativa (DER) apresentou resultados mais satisfatórios em termos de intensidade do tráfego e tempo total de exploração e mapeamento do ambiente. Contudo, pode-se verificar que nos cenários que correspondem ao mesmo tamanho que original, a melhora de desempenho com o aumento do número de VANT ocorreu até um determinado número máximo de VANT no time de exploração, dependendo da estratégia utilizada. A partir de uma certa quantidade a melhora de desempenho não é significativa (ou até piora) devido a limitação do espaço. |
Abstract: | This work analyzes the scalability of a bio-inspired method for exploring and mapping unknown indoor environments using multiple Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) that act in a coordinated manner to complete an exploration mission in the shortest possible time. To achieve this, this work uses NetLogo as a simulation tool, which enables the creation of scenarios and the implementation of the method proposed by (ROSA, 2020). This method uses a topological structure to represent the map inspired by the hexagonal shape of bee hives, só that each hexagon is a new space to be mapped and explored. The scalability analysis uses three different strategies for allocating hexagons to be explored: First In First Out (FIFO), Euclidean Distance (DE) and Relative Euclidean Distance (DER). The proposed scalability consists of adding multiple UAVs to the exploration team, following the Fibonacci sequence, reaching up to eighty-nine UAVs. The work by (ROSA, 2020) has used only three UAVs. As in the original work, the Relative Euclidean Distance (DER) strategy presented more satisfactory results in terms of traffic intensity and total time spent exploring and mapping the environment. However, it can be seen that in scenarios that correspond to the same size as the original, the performance improvement with the increase in the number of UAVs occurred up to a certain maximum number of UAVs in the exploration team, depending on the strategy used. Above a certain amount, the performance improvement is not significant (or even worsens) due to space limitations. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34655 |
Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
analiseescalabilidademetodobioinspirado.pdf | 4,75 MB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons