Купить СНПЧ А7 Архангельск, оперативня доставка

crosscheckdeposited

A Influência da Comunicação Sem Fio Ad Hoc na Coordenação de Veículos Aéreos não Tripulados Utilizando Inteligência de Enxames

DOI: http://dx.doi.org/10.12721/2237-5112.v02n02a04

http://www.rtic.com.br

downloadpdf

Diego M. P. F. Silva1, Luiz Felipe F. de Oliveira1 & Carmelo J. A. Bastos Filho1

 

Resumo: Este artigo propõe estudar a influência da comunicação sem fio ad hoc na coordenação de múltiplos veículos aéreos não tripulados (UAVs, Unmanned Aerial Vehicles) utilizando inteligência de enxames. O objetivo foi utilizar conceitos de inteligência de enxames e enxames de robôs na coordenação dos UAVs, tendo como objetivo a realização de atividades de patrulha territorial e rastreamento de alvos móveis compartilhando informações por meio de uma rede de comunicações ad hoc. Uma ferramenta computacional foi construída para implementar e simular os mecanismos e estratégias propostos. Os resultados evidenciaram que a comunicação utilizada, sem fio ad hoc 2 conectado aumenta a efetividade do sistema e que múltiplos UAVs coordenando suas atividades com as estratégias, mecanismos e abordagens propostas são mais efetivos que um único UAV ou múltiplos UAVs sem comunicações entre eles. Emergiram alguns fenômenos visuais interessantes como, por exemplo, a formação natural, a partir das posições dos UAVs, de figuras geométricas simétricas, a saber, triângulos equiláteros, quadrados, pentágonos e hexágonos, dependendo do número de UAVs envolvidos no rastreamento e a formação, também natural, de subenxames, tendo como consequência o aumento da área territorial coberta e a possibilidade do rastreamento de mais de um alvo paralelamente.

Palavras-chave: Comunicação sem fio ad hoc; UAV; Inteligência de enxames; Modelos bio-inspirados

 

1 Senior Member, IEEE, Escola Politécnica de Pernambuco, Recife, PE, Universidade de Pernambuco (UPE), Recife, PE. E-mails: dmpfs@ecomp.poli.br, lffo@ecomp.poli.br, carmelofilho@ecomp.poli.br

 

Literatura Citada

[1] G. A. Aeronautical, “General atomics predator page,” acessado em: Novembro de 2011. [Online]. Available: http://www.gaasi.com/products/aircraft/predator.php 

[2] B. Bethke, “Persistent vision-based search and track using multiple uavs,” Master’s thesis, Massachusetts Institute of Technology, Jun. 2007. 

[3] E. Bonabeau, M. Dorigo, and G. Theraulaz, Swarm intelligence: from natural to artificial systems. New York, NY, USA: Oxford University Press, Inc., 1999. 

[4] Y. Cao, A. Fukunaga, A. Kahng, and F. Meng, “Cooperative mobile robotics: antecedents and directions,” in Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. ’Human Robot Interaction and Cooperative Robots’., vol. 4. Pittsburgh, PA , USA: IEEE, Aug. 1995, pp. 226–234. 

[5] A. P. Engelbrecht, Computational Intelligence An Introduction, 1st ed. West Sussex, Inglaterra: Wiley, 2002. 

[6] G. GOEBEL, “Unmanned aerial vehicles,” acessado em: Outubro de 2011. [Online]. Available: http://www.vectorsite.net/twuav.html 

[7] IEEE, “Ieee 802.15 wpan task group 4 (tg4),” acessado em: Novembro de 2011. [Online]. Available: http://www.ieee802.org/15/pub/TG4.html 

[8] E. K. J. P. How and Y. Kuwata, “Flight demonstrations of cooperative control for uav teams,” in Proceedings of 3rd Unmanned Unlimited Technical Conference, Workshop and Exhibit. Chicago, IL: AIAA, Sep. 2004, pp. 505–513. 

[9] J. Kennedy, “Small worlds and mega-minds: effects of neighborhood topology on particle swarm performance,” in Proceedings of the Congress on Evolutionary Computation, vol. 3. Washington, DC , USA: IEEE, Jul. 1999, pp. 1931–1938. 

[10] J. Kennedy and R. Eberhart, “Particle swarm optimization,” in Proceedings of IEEE International Conference on Neural Networks, vol. 4. Perth, WA , Australia: IEEE, nov 1995, pp. 1942–1948. doi

[11] J. Kennedy, R. Eberhart, and Y. Shi, Swarm Intelligence, 1st ed. San Francisco, Calif´ornia, USA: Morgan Kaufmann Publishers, 2001. 

[12] L. E. Parker, “Current research in multirobot systems,” Artificial Life Robotics, vol. 7, pp. 1–5, 2003. doi

[13] M. Portela, “Simulação de robôs aquáticos utilizando inteligência de enxames para inspeção de dutos submarinos,” Trabalho de conclusão de curso - Engenheria da Computação, UPE, Recife-PE, p. 67, 2009. 

[14] E. Sahin, S. Girgin, L. Bayindir, and A. E. Turgut, “Swarm robotics,” in Swarm Intelligence, ser. Natural Computing Series. Berlin, Alemanha: Springer-Verlag Berlin and Heidelberg, 2008, pp. 87–100. 

[15] A. J. C. Sharkey, “The application of swarm intelligence to collective robots,” in Advances in Applied Artificial Intelligence. Hershey, PA, USA: John Fulcher, Idea Group Publishing, 2006, pp. 157–185. doi

[16] G. Sinsley, J. Miller, L. Long, B. Geiger, A. Niessner, and J. Horn, “An intelligent controller for collaborative unmanned air vehicles,” in IEEE Symposium on Computational Intelligence in Security and Defense Applications. Honolulu, HI: IEEE, Apr. 2007, pp. 139–144.