Enrutamiento en un Sistema de Entrega de UAV Alimentado por Energía Solar
Autores: Tian, Zijing; Haas, Zygmunt J.; Shinde, Shatavari
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Enrutamiento en un Sistema de Entrega de UAV Alimentado por Energía Solar
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Interés
Sistemas de UAV
Entrega
Ciudades urbanas
UAVs alimentados por energía solar
Planificación de rutas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
A medida que crece el interés en los sistemas de vehículos aéreos no tripulados (VANT), se ha propuesto que los VANT asuman cada vez más tareas que anteriormente eran asignadas a humanos. Una de estas tareas es la entrega de mercancías dentro de las ciudades urbanas utilizando VANT, que de otro modo serían entregadas por medios terrestres. Sin embargo, la limitada autonomía de los VANT debido a la escasa capacidad de almacenamiento de energía a bordo hace que sea un desafío emplear prácticamente la tecnología de VANT para entregas a lo largo de rutas largas. Además, el costo relativamente alto de construir estaciones de carga para VANT impide el despliegue denso de instalaciones de carga. Los VANT alimentados por energía solar pueden aliviar este problema, ya que no requieren estaciones de carga y pueden aprovechar la energía solar durante el día. Este documento presenta un sistema de entrega de mercancías con VANT alimentados por energía solar para planificar misiones de entrega con VANT (SPUs). En este estudio, cuando los SPUs se quedan sin energía, se recargan en lugares de aterrizaje proporcionados por los clientes en lugar de estaciones de carga. Se proponen algunos algoritmos avanzados de planificación de rutas para minimizar el tiempo total de la misión en un entorno de eficiencia de carga estática. Además, consideramos el enrutamiento en un entorno de eficiencia de carga dinámica y proponemos algunos protocolos de organización de misiones para gestionar diferentes misiones en el sistema. Los resultados de la simulación demuestran que los algoritmos propuestos en nuestro trabajo tienen un rendimiento significativamente mejor que los algoritmos existentes de planificación de rutas de VANT en sistemas de VANT alimentados por energía solar.
Descripción
A medida que crece el interés en los sistemas de vehículos aéreos no tripulados (VANT), se ha propuesto que los VANT asuman cada vez más tareas que anteriormente eran asignadas a humanos. Una de estas tareas es la entrega de mercancías dentro de las ciudades urbanas utilizando VANT, que de otro modo serían entregadas por medios terrestres. Sin embargo, la limitada autonomía de los VANT debido a la escasa capacidad de almacenamiento de energía a bordo hace que sea un desafío emplear prácticamente la tecnología de VANT para entregas a lo largo de rutas largas. Además, el costo relativamente alto de construir estaciones de carga para VANT impide el despliegue denso de instalaciones de carga. Los VANT alimentados por energía solar pueden aliviar este problema, ya que no requieren estaciones de carga y pueden aprovechar la energía solar durante el día. Este documento presenta un sistema de entrega de mercancías con VANT alimentados por energía solar para planificar misiones de entrega con VANT (SPUs). En este estudio, cuando los SPUs se quedan sin energía, se recargan en lugares de aterrizaje proporcionados por los clientes en lugar de estaciones de carga. Se proponen algunos algoritmos avanzados de planificación de rutas para minimizar el tiempo total de la misión en un entorno de eficiencia de carga estática. Además, consideramos el enrutamiento en un entorno de eficiencia de carga dinámica y proponemos algunos protocolos de organización de misiones para gestionar diferentes misiones en el sistema. Los resultados de la simulación demuestran que los algoritmos propuestos en nuestro trabajo tienen un rendimiento significativamente mejor que los algoritmos existentes de planificación de rutas de VANT en sistemas de VANT alimentados por energía solar.