Simuleringssystem för decentraliserade UAV-svärmar i tredimensionella miljöer

Abstract

Obemannade luftfarkoster (UAV:er) har stor potential att bidra till ett effektiva re sökarbete efter försvunna personer. Att utföra testerna med riktig hårdvara är kostsamt och tidskrävande, därför tar detta arbete fram ett system för att kunna utföra dessa tester i simuleringsmiljöer som speglar verkligheten. Simuleringar na körs i Gazebo tillsammans med styrsystemet ArduPilot och robotikramverket ROS 2. Systemet används för att utvärdera prestandan av fyra sökalgoritmer BMUTA, Uncertainty-Based Baseline Search, PSO och RAS i skogsmiljö, stadsmiljö och havsmiljö. Algoritmerna utvärderas på bland annat täckningsgrad, överlappning och tid att hitta målen. Det framtagna systemet möjliggör simulering i varierande miljö er där relevant data samlas in för analys och utvärdering av algoritmerna. Resultaten visar att svärmstorlek och startformation hade tydligast påverkan på uppdragstiden, medan världstypen hade en mindre konsekvent effekt i de genomförda experimenten. Av de utvärderade algoritmerna uppnådde RAS kortast medianuppdragstid för samtliga svärmstorlekar och lägst variation mellan replikeringar, vilket tyder på den mest stabila övergripande prestandan.