Planejamento de rotas para múltiplos VANTs colaborativos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Aguiar, Antônio Lucas Sousa
Orientador(a): Pinto, Vandilberto Pereira
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80598
Resumo: This study explores and proposes solutions for assigning tasks in collaborative systems for route planning with multiple Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). To achieve this objective, a hybrid algorithm is employed, combining the Multi-Objective Ant Colony System (MOACS) with the implementation of A* algorithms, along with the Dynamic Window Approach (DWA). This combination is specially designed to facilitate obstacle avoidance, which can be either static or dynamic, a critical feature in environments with high variability. Initially, MOACS is parametrized to optimize results, while experiments are conducted through computational simulations, incorporating obstacles as well as energy and capacity constraints for the UAVs. The results obtained with this method show that the proposal allows for efficient route planning. In addition, the research provides valuable guidance on three fundamental aspects: the estimated time for mission execution, the total distance traveled by UAVs during their operations and the computational cost applied to route planning. These insights are essential for optimizing the use of these vehicles in practical applications, thus contributing to advances in the field of autonomous air transport systems.
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Initially, MOACS is parametrized to optimize results, while experiments are conducted through computational simulations, incorporating obstacles as well as energy and capacity constraints for the UAVs. The results obtained with this method show that the proposal allows for efficient route planning. In addition, the research provides valuable guidance on three fundamental aspects: the estimated time for mission execution, the total distance traveled by UAVs during their operations and the computational cost applied to route planning. These insights are essential for optimizing the use of these vehicles in practical applications, thus contributing to advances in the field of autonomous air transport systems.Este estudo explora e propõe soluções para a atribuição de tarefas em sistemas colaborativos, para o planejamento de rotas com múltiplos Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs). Para atingir esse objetivo, é empregado um algoritmo híbrido que combina o Sistema de Colônia de Formigas Multiobjetivo (do inglês, Multi-Objective Ant Colony System (MOACS)) com a implementação dos algoritmos A*, aliados à Abordagem de Janela Dinâmica (do inglês, Dynamic Window Approach, (DWA)). Essa combinação é especialmente projetada para facilitar o desvio de obstáculos que podem ser tanto fixos quanto móveis, o que é crucial em ambientes dinâmicos e com muitas variáveis. Inicialmente há uma parametrização do MOACS para aperfeiçoamento dos resultados, ao passo que os experimentos são feitos mediante simulações computacionais, adicionando-se obstáculos e restrições energéticas e de capacidade para os VANTs. Os resultados obtidos com este método revelam que a proposta permite um planejamento de rotas eficiente. Além disso, a pesquisa fornece valiosas orientações sobre três aspectos fundamentais: o tempo estimado para a execução da missão, a distância total percorrida pelos VANTs durante suas operações e o custo computacional aplicado planejamento de rotas. Esses insights são essenciais para otimizar a utilização desses veículos em aplicações práticas, contribuindo assim para o avanço na área de sistemas autônomos de transporte aéreo.Este documento está disponível online com base na Portaria nº 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.Planejamento de rotas para múltiplos VANTs colaborativosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisMúltiplos caixeiros viajantesPlanejamento de rotasSistema de colônia de formigasAbordagem de janela dinâmicaDesvio de obstáculosMultiple traveling salesmanRoute planningAnt colony systemDynamic window approachObstacle avoidanceCNPQ::ENGENHARIASinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFChttps://orcid.org/0000-0002-9770-8616http://lattes.cnpq.br/2764762772022684http://lattes.cnpq.br/65801585069315642025ORIGINAL2025_dis_alsaguiar.pdf2025_dis_alsaguiar.pdfapplication/pdf21699868http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/80598/3/2025_dis_alsaguiar.pdf0808c14a2ba040a93d29784dfe7cbb40MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/80598/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54riufc/805982025-04-25 11:23:22.084oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2025-04-25T14:23:22Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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