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Generación de Trayectorias Estocásticas Usando Optimización por Enjambre de Partículas para Vehículos Aéreos No Tripulados (UAVs) Cuadricópteros

Autores: Salamat, Babak; Tonello, Andrea M.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2017

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Acceso abierto

Artículo científico
2017

Generación de Trayectorias Estocásticas Usando Optimización por Enjambre de Partículas para Vehículos Aéreos No Tripulados (UAVs) Cuadricópteros


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Generación de trayectorias estocásticas
Vehículos aéreos no tripulados
B-splines quinticos
Optimización por enjambre de partículas
Restricciones
Optimización de trayectorias

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 16

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El objetivo de este documento es proporcionar un método realista de generación de trayectorias estocásticas para vehículos aéreos no tripulados que ofrezca una herramienta para la emulación de trayectorias en escenarios de vuelo típicos. Se definen tres escenarios en este documento. Las trayectorias para estos escenarios se implementan con B-splines quinticos que garantizan suavidad en las derivadas de segundo orden de los ángulos de Euler y las aceleraciones. Para ajustar los parámetros del B-spline quintico en el espacio de búsqueda, se utiliza un método de optimización multiobjetivo llamado optimización por enjambre de partículas (PSO). La técnica propuesta satisface las restricciones impuestas por la configuración del vehículo aéreo no tripulado (UAV). Se pueden introducir restricciones particulares adicionales, como: evitación de obstáculos, limitación de velocidad y limitaciones de par de actuadores debido a la viabilidad práctica de las trayectorias. Finalmente, se simulan el algoritmo estándar de árbol aleatorio de exploración rápida (RRT*), el algoritmo estándar (A*) y el algoritmo genético (GA) para hacer una comparación con el algoritmo propuesto en términos de tiempo de ejecución y efectividad en la búsqueda de la trayectoria de longitud mínima.

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