Till innehåll på sidan

UAV Navigering med Lokala Beräkningsresurser: Bevara ett mål i sensorisk räckvidd

Examensarbete presentation

Tid: Ti 2021-01-19 kl 13.00

Föreläsare: Magnus Cardell

Plats: Zoom

När en obemannade luftfarkost, även kallad drönare, spårar ett rörligt mål, måste drönaren behålla målet inom sensorisk räckvidd medan den håller sig uppdaterad om sin omgivning. Små flygdatorer måste dock ha tillräckligt med information om sin omgivning och nog med beräkningsresurser för att erbjuda realtidskontroll utan kommunikation med en markstation. Genom att använda en Raspberry Pi 4 modell B presenterar denna studie en praktisk applicering utav vägplanerare som utvärderas utifrån deras lämplighet att följa ett rörligt mål.

Den praktiska implementationen jämför två vägplaneringsalgoritmer: A* och 3D Vector Field Histogram* (3DVFH*). Vägplaneringsalgoritmernas prestanda utvärderas genom att studera deras hastighet, avstånd från målet, och minnesresurser. Vägplaneringsalgoritmerna utvärderas i två situationer. Den första är en simulationsvärld som är gjord för hand där målet rör sig efter en fördefinierad väg. Den andra är en procedurellt genererad värld där målet rör sig slumpmässigt. Studien visar att 3DVFH* producerar vägar som håller drönaren närmare målet när målet rör sig efter en fördefinierad väg. Med en slumpvandring i en procedurell värld är A* närmast målet. Resultaten från Raspberry Pi visar också att A* algoritmen sätter prohibitivt höga minneskrav på Raspberry Pi 4 som har 2 GB RAM. Studerar man påverkan av synbara objekt på avståndet till målet, så ser man ingen för 3DVFH* algoritmens egenskap att hålla sig nära, men man ser snabbare bearbetningshastighet när det är färre objekt att upptäcka. A* algoritmen ser en påverkan på dess distans från målet när fler objekt finns att upptäcka.

Denna studie visar också hur en kommunikationslänk mellan vägplaneringsalgoritmer och kartapplikationer som stöds utav Carmenta Engine SDK skall implementeras. Detta används för att studera hur lokal geografisk information kan användas i ett spårningssammanhang. Genom att använda två nivåer av geografisk upplösning från VMap data, jämförs påverkan på vägplaneringarnas prestanda. Studien visar att ingen påverkan på prestandan kan ses, men att kartapplikationen kräver mer minnesresurser. Genom att använda geografisk information om en region av intresse, visar denna applikation hur vägplaneringsalgoritmerna kan fråga kartapplikationen om legaliteten om sin nuvarande position.

Nyckelord: Obemannade drönare, Vägplanering, Lokala beräkningar, Autonomi​