Una arquitectura basada en el borde para la descarga del control predictivo de modelos para UAVs
Autores: Seisa, Achilleas Santi; Satpute, Sumeet Gajanan; Lindqvist, Björn; Nikolakopoulos, George
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Una arquitectura basada en el borde para la descarga del control predictivo de modelos para UAVs
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Desarrollo
Computación en el borde
Redes 5G
Potencia computacional
Misiones autónomas
UAVs
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Gracias al desarrollo de redes 5G, la computación en la periferia ha ganado popularidad en varias áreas de la tecnología en las que las necesidades de alta potencia computacional y bajos tiempos de retraso son esenciales. Estos requisitos son indispensables en el campo de la robótica, especialmente cuando pensamos en términos de misiones autónomas en tiempo real en robots móviles. La computación en la periferia proporcionará los recursos necesarios en términos de computación y almacenamiento, mientras que las tecnologías 5G ofrecerán una latencia mínima. La alta capacidad computacional es crucial en misiones autónomas, especialmente en casos en los que utilizamos algoritmos de alto nivel que requieren mucho cálculo. En el caso de los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT), los procesadores a bordo suelen tener capacidades computacionales limitadas; por lo tanto, es necesario descargar algunas de estas tareas a la nube o a la periferia, dependiendo de la criticidad temporal de la aplicación. Especialmente en el caso de los VANT, el requisito de tener grandes cargas útiles para cubrir las necesidades computacionales entra en conflicto con otros requisitos de carga útil, reduciendo el tiempo de vuelo total y obstaculizando las operaciones autónomas desde una perspectiva regulatoria. En este artículo, proponemos una arquitectura basada en la periferia para misiones autónomas de VANT en la que descargamos la tarea de control de alto nivel de la trayectoria del VANT a la periferia para aprovechar los recursos disponibles y llevar al Controlador Predictivo de Modelo (MPC) a sus límites. Además, utilizamos Kubernetes para orquestar nuestra aplicación, que se ejecuta en la periferia y presenta múltiples resultados experimentales que demuestran la eficacia del esquema novedoso propuesto.
Descripción
Gracias al desarrollo de redes 5G, la computación en la periferia ha ganado popularidad en varias áreas de la tecnología en las que las necesidades de alta potencia computacional y bajos tiempos de retraso son esenciales. Estos requisitos son indispensables en el campo de la robótica, especialmente cuando pensamos en términos de misiones autónomas en tiempo real en robots móviles. La computación en la periferia proporcionará los recursos necesarios en términos de computación y almacenamiento, mientras que las tecnologías 5G ofrecerán una latencia mínima. La alta capacidad computacional es crucial en misiones autónomas, especialmente en casos en los que utilizamos algoritmos de alto nivel que requieren mucho cálculo. En el caso de los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT), los procesadores a bordo suelen tener capacidades computacionales limitadas; por lo tanto, es necesario descargar algunas de estas tareas a la nube o a la periferia, dependiendo de la criticidad temporal de la aplicación. Especialmente en el caso de los VANT, el requisito de tener grandes cargas útiles para cubrir las necesidades computacionales entra en conflicto con otros requisitos de carga útil, reduciendo el tiempo de vuelo total y obstaculizando las operaciones autónomas desde una perspectiva regulatoria. En este artículo, proponemos una arquitectura basada en la periferia para misiones autónomas de VANT en la que descargamos la tarea de control de alto nivel de la trayectoria del VANT a la periferia para aprovechar los recursos disponibles y llevar al Controlador Predictivo de Modelo (MPC) a sus límites. Además, utilizamos Kubernetes para orquestar nuestra aplicación, que se ejecuta en la periferia y presenta múltiples resultados experimentales que demuestran la eficacia del esquema novedoso propuesto.