Úloha pokrývání oblastí vzdušnými robotickými prostředky

Abstract

Tato práce se zabývá úlohou pokrývání dané konvexní plochy obklopené překážkami Bezpilotním Létajícím Prostředkem (UAV) s pevným křídlem. Cílem pokrývací úlohy je nalézt nejkratší pokrývací trajektorii, která je vhodná pro prostředek, jímž je plocha pokrývaná. Plocha je považována za pokrytou, pokud byli všechny její body navštíveny pokrývacím zařízením. Existující metody řeší pokrývací úlohu rozdělením zadané plochy na menší buňky, jež překážky neobsahují. Nicméně, překážky zůstávají okolo pokrývané plochy a tudíž navrhujeme metodu, která se těmto překážkám vyhýbá a zároveň respektuje omezení spojená s používáním UAV. Navrhovaná metoda používá Dubinsův Model Letadla k určení nejlepšího řešení, které respektuje omezení daná UAV a které se vyhne všem překážkám obklopujících pokrývanou plochu.

This thesis is focused on area coverage problem of given convex shaped area surrounded by the obstacles by fixed-wing Unmanned Aerial Vehicles (UAV). Goal of area coverage problem is to find shortest covering trajectory feasible for given vehicle which covers the area completely. The area is considered to be covered if all its points are visited by given vehicle. Point of the area can be covered by vehicle's coverage device. Existing methods are solving area coverage problem by decomposing area to be covered into obstacle-free cells and covering each cell individually. However, obstacles stays arround the area, and therefore, we propose a method which considers it and determines solution with a respect to the obstacles and motion constraints of UAV. The proposed method uses Dubins Airplane Model to satisfy motion constraints of the UAV and to find best corresponding solution while all possible collisions with the obstacles surrounding the area are avoided.