Plánování pohybu roje bezpilotních helikoptér v komplexním prostředí

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem a implementací metody optimálního plánování trasy pro roj bezpilotních letounů (UAV, i.e. kvadrokoptér) v komplexním prostředí. Práce je založena na Boids modelu roje a testována pomocí simulací v simulátoru V-Rep. Plánovací algoritmus je založen na Voroného grafu, který je vytvořen okolo překážek v daném prostředí. Tato práce popisuje implementaci Boids modelu, rozšířeného o jednoduché vyhýbání se překážkám a sledování trasy. Dále popisuje proces ohodnocování hran grafu pomocí experimentálně získané heuristiky a ohodnocování pomocí simulace a porovnává tyto dva přístupy. Model je dále rozšířen o možnost dělení roje a jeho opětovném slučování.

The goal of this thesis is to design and implement a method of optimal path planning for large swarms of unmanned aerial vehicles (UAVs, i.e. quadrotors) in a complex environment. The work is based on the Boids swarming model and tested using simulations in the V-Rep simulator. The planning algorithm is based on the Voronoi graph, which is created around environmental obstacles. This thesis describes the Boids model implementation, extended by simple obstacle avoidance and path following capabilities. It also describes the process of the graph's edges evaluation using an experimentally acquired heuristic and evaluation using simulation and compares these two approaches. Additionaly, the model is extended with the possibility of swarm splitting and merging.