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Captura Omni-Direccional para Múltiples Drones Basada en Teselación 3D de Voronoi

Autores: Cao, Kai; Chen, Yang-Quan; Gao, Song; Yan, Kun; Zhang, Jiahao; An, Di

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Captura Omni-Direccional para Múltiples Drones Basada en Teselación 3D de Voronoi


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Propuesto
Volumen mínimo omnidireccional
Algoritmo de diagrama 3D-Voronoi
ángulo de captura
Algoritmo de manada de lobos
Formaciones de múltiples drones

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento aborda la captura de formación de múltiples drones en entornos tridimensionales (3D). Se propone por primera vez el algoritmo del diagrama de Voronoi 3D de volumen mínimo omnidireccional (ODMV) para lograr los dos objetivos de (1) formar y mantener una captura y (2) planificar la acción de control dentro de su región segura de colisión para cada dron. Primero, extendemos el diagrama de Voronoi 2D tradicional al entorno 3D y utilizamos la propiedad de división espacial no superpuesta del diagrama de Voronoi 3D para evitar inherentemente la colisión entre drones. En segundo lugar, realizamos mejoras en el problema del ángulo de captura en nuestra estrategia de área mínima y proponemos una estrategia de volumen mínimo omnidireccional para lograr la captura efectiva de un objetivo al restringir el ángulo de captura. Finalmente, se introduce el algoritmo de manada de lobos (WPA) con tamaño de paso variable para proporcionar una estrategia de movimiento para formaciones de múltiples drones. Así, el ODMV propuesto también puede lograr la captura de objetivos dinámicos y múltiples en entornos con obstáculos. Se utiliza el sistema de captura de movimiento Optitrack y drones Crazyflie para llevar a cabo el experimento de captura de múltiples drones. Se incluyen tanto resultados de simulación como experimentales para demostrar la efectividad del método ODMV propuesto.

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