Mejorando sistemáticamente la eficiencia de las metodologías de planificación de rutas de cobertura basadas en cuadrículas en las operaciones de UAVs en el mundo real
Autores: Apostolidis, Savvas D.; Vougiatzis, Georgios; Kapoutsis, Athanasios Ch.; Chatzichristofis, Savvas A.; Kosmatopoulos, Elias B.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Mejorando sistemáticamente la eficiencia de las metodologías de planificación de rutas de cobertura basadas en cuadrículas en las operaciones de UAVs en el mundo real
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Mejora de la eficiencia
Planificación de rutas de cobertura basada en cuadrícula
UAVs
Procedimiento de optimización
Modos de cobertura ad-hoc
Porcentajes definidos por el usuario
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo se centra en la mejora de la eficiencia de las metodologías de Planificación de Rutas de Cobertura (CPP) basadas en cuadrículas en aplicaciones del mundo real con UAVs. Aunque se encuentran varios enfoques sofisticados en la literatura, los métodos basados en cuadrículas no se utilizan comúnmente en operaciones de la vida real. Esto ocurre principalmente debido al error que se introduce durante la representación de la región en la cuadrícula, un paso obligatorio para tales métodos, que puede tener un gran impacto negativo en su eficiencia general de cobertura. Un trabajo previo sobre las operaciones de cobertura de UAVs para teledetección ha introducido un nuevo procedimiento de optimización para encontrar la colocación relativa óptima entre la región de interés y la cuadrícula, mejorando la cobertura y la eficiencia en la utilización de recursos de las trayectorias generadas, pero aún incorporando fallas que pueden afectar ciertos aspectos de la efectividad del método. Este trabajo avanza un paso más y presenta un método CPP que proporciona tres modos de cobertura ad-hoc diferentes: el Modo de Cobertura Geocercada, el Modo de Mejor Cobertura y el Modo de Cobertura Completa, cada uno incorporando características adecuadas para tipos específicos de vehículos y aplicaciones del mundo real. Para el diseño de las trayectorias de cobertura, se consideran porcentajes de superposición definidos por el usuario (superposición lateral y frontal), de modo que los datos recopilados sean apropiados para aplicaciones como la ortomosaico y la cartografía 3D. Los nuevos modos introducidos se evalúan a través de simulaciones, utilizando 20 regiones de referencia disponibles públicamente como banco de pruebas, demostrando sus fortalezas y debilidades en términos de cobertura y eficiencia. El método propuesto con sus modos ad-hoc puede manejar incluso las regiones de forma más compleja y cóncava con obstáculos, asegurando una cobertura completa, sin giros bruscos, trayectorias no superpuestas y un estricto geo-cercado. Los resultados obtenidos demuestran que los problemas comunes encontrados en los métodos basados en cuadrículas pueden superarse al considerar los parámetros apropiados, de modo que tales métodos puedan proporcionar soluciones robustas en el dominio CPP.
Descripción
Este trabajo se centra en la mejora de la eficiencia de las metodologías de Planificación de Rutas de Cobertura (CPP) basadas en cuadrículas en aplicaciones del mundo real con UAVs. Aunque se encuentran varios enfoques sofisticados en la literatura, los métodos basados en cuadrículas no se utilizan comúnmente en operaciones de la vida real. Esto ocurre principalmente debido al error que se introduce durante la representación de la región en la cuadrícula, un paso obligatorio para tales métodos, que puede tener un gran impacto negativo en su eficiencia general de cobertura. Un trabajo previo sobre las operaciones de cobertura de UAVs para teledetección ha introducido un nuevo procedimiento de optimización para encontrar la colocación relativa óptima entre la región de interés y la cuadrícula, mejorando la cobertura y la eficiencia en la utilización de recursos de las trayectorias generadas, pero aún incorporando fallas que pueden afectar ciertos aspectos de la efectividad del método. Este trabajo avanza un paso más y presenta un método CPP que proporciona tres modos de cobertura ad-hoc diferentes: el Modo de Cobertura Geocercada, el Modo de Mejor Cobertura y el Modo de Cobertura Completa, cada uno incorporando características adecuadas para tipos específicos de vehículos y aplicaciones del mundo real. Para el diseño de las trayectorias de cobertura, se consideran porcentajes de superposición definidos por el usuario (superposición lateral y frontal), de modo que los datos recopilados sean apropiados para aplicaciones como la ortomosaico y la cartografía 3D. Los nuevos modos introducidos se evalúan a través de simulaciones, utilizando 20 regiones de referencia disponibles públicamente como banco de pruebas, demostrando sus fortalezas y debilidades en términos de cobertura y eficiencia. El método propuesto con sus modos ad-hoc puede manejar incluso las regiones de forma más compleja y cóncava con obstáculos, asegurando una cobertura completa, sin giros bruscos, trayectorias no superpuestas y un estricto geo-cercado. Los resultados obtenidos demuestran que los problemas comunes encontrados en los métodos basados en cuadrículas pueden superarse al considerar los parámetros apropiados, de modo que tales métodos puedan proporcionar soluciones robustas en el dominio CPP.