Sistema de rastreamento de múltiplos alvos sob restrições de conectividade

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Carvalho, Rafael Lima de
• Orientador(a): França;Mora-Camino, Felipe Maia Galvão;Félix
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio de Janeiro; Rio de Janeiro
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Computação
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Swarm Intelligence; Optimization; Relay Robotic Networks
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11612/476

A primeira parte deste trabalho lida com o problema de posicionar um grupo de agentes retransmissores (relays) de forma a dar conectividade a um segundo grupo de agentes ativos (pursuers). A primeira abordagem apresentada consiste em modelar o cenário como um problema de programação quadrática (PPQ) com restrições lineares, usando uma estrutura de conectividade fixa. Para resolver o modelo proposto, foi implementada uma rede neural recorrente a qual converge rapidamente para a solução ótima do problema, mesmo em instâncias razoavelmente grandes. Como forma de avaliação, realizou-se um comparativo entre o solver de PPQ da plataforma Matlab e a rede proposta, também implementada na mesma plataforma. Na segunda abordagem foi proposto o uso de uma estimativa da conectividade algébrica do grafo de proximidade gerado pela rede, para direcionar o grupo de relays e pursuers, usando-se apenas as informações da vizinhança de cada agente. Nesta abordagem a estrutura do grafo é dinâmica, além disso, como proposta de paralelização, a esta solução distribuída foi acoplada um algoritmo de escalonamento por reversão de arestas (SER). Além do mais, as metaheurísticas Simulated Annealing, Genetic Algorithms, Particle Swarm Optimization e Backtracking Search Algorithm foram implementadas como alternativas de soluções ao problema. As soluções são avaliadas em um cenário de perseguição de alvos, os quais podem possuir comportamentos reativos (tais como fugir dos perseguidores). A segunda parte deste trabalho investiga o problema de rastreamento de múltiplos objetos em tempo real. Como solução, foi proposto um algoritmo que se baseia em memória de curto e longo prazo usando redes neurais sem peso.