Dissertação
Model-Predictive Trajectory Planning for Autonomous Aerial Surveillance Applications EVALUATED
A presente dissertação aborda o desenvolvimento de algoritmos de planeamento de trajetórias, baseados em controlo preditivo, para aplicações de vigilância autónoma usando um veículo aéreo não tripulado. Numa primeira fase, aborda-se o planeamento de trajetórias ótimas para prevenção de incêndios florestais com base num mapa que caracteriza a incerteza da presença de fogo numa determinada região. A abordagem proposta envolve um algoritmo projetado para promover a exploração do mapa, evitando que o veículo retorne a áreas que já foram cobertas. Isto é alcançado penalizando interseções entre as regiões de observação do veículo ao longo da sua trajetória. O algoritmo é inicialmente testado num ambiente MATLAB e posteriormente validado no simulador Gazebo, bem como por meio de testes reais realizados num ambiente exterior. Os resultados demonstram que o algoritmo proposto é capaz de gerar trajetórias de alta qualidade para vigilância. Numa segunda fase, aborda-se um problema mais complexo, em que o objetivo é perseguir um alvo móvel estocástico caracterizado por uma distribuição de probabilidade variável no tempo. O algoritmo proposto baseia-se em filtragem Bayesiana recursiva para sistemas probabilísticos descritos por distribuições de mistura gaussiana. Semelhante ao papel das penalizações no primeiro problema, quando o alvo está fora da região de visibilidade do veículo, a função ideal de medição é aproximada usando uma grid de distribuições Gaussianas. A eficácia do algoritmo proposto é demonstrada através de exemplos simples considerando um modelo de evolução linear para o alvo.
novembro 17, 2023, 15:30
Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente
Orientação
ORIENTADOR
Rita Maria Mendes de Almeida Correia da Cunha
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)
Professor Associado