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dc.contributor.authorFranco, Lucas dos Santos
dc.date.accessioned2020-01-28T17:37:28Z
dc.date.available2020-01-28T17:37:28Z
dc.date.issued2019-12-09
dc.identifier.citationFRANCO, Lucas dos Santos. Um método de planejamento de rotas de voo de VANTs multirotor para cobertura de áreas utilizando a meta-heurística ACO. 2019. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12177.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12177
dc.description.abstractWith the popularization of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), and with the expansion of the application areas of this technology, there is an increase of research focused on flight route planning. This work starts from the use of UAVs in agricultural scenarios in the aerial imaging task. The objective is to present a Coverage Path Planning (CPP) method for multirotor UAVs and compare it with a solution already used in the market. The developed method considers scenarios with multiple terrains, and seeks to present a route proposal with optimization of the order of visitation of the terrain, minimizing the number of curves of the route and the total distance of the route. The presented method contains three main steps. The first deals with the decomposition of areas, where terrains represented by concave polygons are decomposed into smaller convex shaped subareas using a greedy algorithm. The second step calculates the flight direction that minimizes the number of course curves in each of the subareas, finding the direction of the highest polygon height to guide the direction of the round-trip movement pattern application, known in the literature by default boustrophedon. The third step deals with subarea visit order optimization, at this stage the scenario is modeled as a specialization of the Generated Travelling Salesman Problem (GTSP), and to solve this problem we use the Ant Colony Optimization algorithm (ACO). The results obtained by the proposed method are compared with the solutions proposed by a route planning program already used by the market, the Mission Planner. To measure the efficiency of the solutions, two variables were considered: the total distance traveled and the number of route curves. Through the obtained results one can map the types of scenarios where the developed method can aggregate with the market.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectVANTeng
dc.subjectAgricultura de precisãopor
dc.subjectPlanejamento de rota de coberturapor
dc.subjectCPPpor
dc.subjectProblema do caixeiro viajante generalizadopor
dc.subjectGTSPpor
dc.subjectOtimização por colônias de formigaspor
dc.subjectACOpor
dc.subjectUAVpor
dc.subjectPrecision agricultureeng
dc.subjectCoverage path planningeng
dc.subjectGeneralized travelling salesman problemeng
dc.subjectAnt colony optimizationeng
dc.titleUm método de planejamento de rotas de voo de VANTs multirotor para cobertura de áreas utilizando a meta-heurística ACOpor
dc.title.alternativeA method of flight route planning of multirotor UAVs for areas coverage using the ACO metaheuristiceng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Kato, Edilson Reis Rodrigues
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8517698122676145por
dc.description.resumoCom a popularização dos Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs), e com a ampliação das áreas de aplicações dessa tecnologia, nota-se um aumento de pesquisas com foco no planejamento de rotas de voo. Este trabalho parte da utilização de VANTs em cenários agrícolas na tarefa de imageamento aéreo. O objetivo é apresentar um método de planejamento de rota de cobertura (Coverage Path Planning - CPP) para VANTs multirotor e comparar este método com uma solução já utilizada no mercado. O método desenvolvido considera cenários com múltiplos terrenos, e busca apresentar uma proposta de rota com otimização de ordem de visitação dos terrenos, minimização do número de curvas e da distância total do percurso. O método apresentado contém três etapas principais. A primeira trata da decomposição das áreas, onde terrenos representados por polígonos côncavos são decompostos em subáreas menores de formato convexo através da utilização de um algoritmo guloso. A segunda etapa calcula a direção de voo que minimiza o número de curvas de trajeto em cada uma das subáreas, encontrando a direção da maior altura do polígono para orientar o sentido da aplicação de padrão de movimentação de ida e vinda, conhecido na literatura por padrão boustrophedon. A terceira etapa trata da otimização da ordem de visita das subáreas, nesta fase o cenário é modelado como uma especialização do Problema de Caixeiro Viajante, conhecida como Caixeiro Viajante Generalizado (Generalized Travelling Salesman Problem - GTSP), e para solucionar este problema é utilizado o algoritmo de Otimização por Colônia de Formigas (Ant Colony Optimization - ACO). Os resultados obtidos através do método proposto são comparados com as soluções propostas por um programa de planejamento de rota já utilizado pelo mercado, o Mission Planner. Para medir a eficiência das soluções foram consideradas duas variáveis: a distância total percorrida e o número de curvas da rota. Através dos resultados obtidos pôde-se mapear os tipos de cenários onde o método desenvolvido pode agregar com as soluções de mercado.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCCpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::MATEMATICA DA COMPUTACAOpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAOpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAOpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::TEORIA DA COMPUTACAOpor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/2777986790100924por


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