Gestión de vuelos de enjambres de drones con formaciones tridimensionales

Abstract

[ES] En la actualidad, el uso de los vehículos aéreos no tripulados (Unmanned Aerial Vehicles, UAV por sus siglas en inglés) es cada vez mayor. Igualmente, gracias a los constantes estudios en el campo de los drones, cada vez es mayor la cantidad de aplicaciones que tienen los drones, tales como: mapeo de plantaciones agrícolas extensas, actividades de ocio, ayudar a nuestros cuerpos y fuerzas de seguridad del estado en caso de emergencia, etc. Pero por culpa de su pequeño tamaño, muchas veces se precisa de un número elevado de UAVs para poder abarcar una superficie de grandes dimensiones. Es en este momento donde aparecen los enjambres de drones, los cuales suelen requerir de una formación de vuelo concreta para que no surjan problemas mientras se realiza la misión, o para optimizar la misma. Por eso mismo, en el presente trabajo se presenta una herramienta que permite crear tres tipos diferentes de formaciones tridimensionales, que con posterioridad serán validadas en el simulador de drones ArduSim. Para poder llevar a cabo estas validaciones, estas formaciones se han creado en un módulo externo al mismo, que acepta peticiones por parte de ArduSim a través de la librería ZMQ. En el proceso de validación, realizaremos diferentes experimentos cambiando la distancia mínima entre los drones y también modificaremos el número de drones que componen el enjambre, para así poder comprobar el tiempo que tardan estas formaciones tridimensionales en despegar y la cantidad de colisiones que se llegan a detectar.

[EN] Nowadays, the use of Unmanned Aerial Vehicles (UAV) is growing. Thanks to constants studies in the UAV field, drones aplications are increasing every day, for example: mapping large extensions of agricultural plantations, recreational activities, helping the security forces in case of an emergency, etc. But due to their small size, a lot of times they require a huge amount of UAVs in order to cover large fields. Is in this moment where drone swarm appears, which need a formation when they are in the air in order to avoid problems while they are doing a mission or to optimize the drone swarm. Because of that, in this project we present a tool which allows us to create three types of three dimensional formations, which we will validate in the simulator called ArduSim. In order to do the validations, this formations are created in an external module, which accepts request from ArduSim with the library ZMQ. In the process of validation, we will do different experiments changing the minimum distance between the drones and also we will change the number of drones in the swarm, as a way to see how much this formations take to take off and the number of colisions ArduSim detect.

[CA] En l’actualitat, l’ús dels vehicles aeris no tripulats (Unmanned Aerial Vehicles, UAV per les seues sigles en anglés) és cada vegada major. Igualment, gràcies als constants estudis en el camp dels drons, cada vegada és major la quantitat d’aplicaciones que tenen els drons, com per example: mapeig de plantacions agrícoles extenses, activitats d’oci, ajudar als nostres cossos i forces de seguretat del estat en cas d’emergència, etc. Però per culpa del seu tamany reduït, moltes vegades es requereix d’un gran nombre de UAVs per a poder abarcar una superfície de grans dimensions. És en aquest moment on apareixen els eixams de drons, els quals solen requerir d’una formació de vol concreta per a que no puguen sorgir problemes mentres es realitza la misió, o per a optimitzar aquesta. Per aixó mateix, en el present treball es presenta una ferramenta que ens permeteix crear tres tipus diferents de formacions tridimensionals, que amb posterioritat serà validat en el simulador de drons ArduSim. Per a poder dur a terme aquestes validacions, aquestes formacions s’han creat en un mòdul extern al mateix, que accepta peticions per part d’ArduSim amb l’ajuda de la llibreria ZMQ. En el procés de validació, realitzarem diferents experiments canviant la distància mínima entre els drons i també canviarem el nombre de drons que composen l’eixam, per aixina poder comprovar el temps que tarden aquestes formacions tridimensionals en alçar el vol i la quantitat de col·lisions que s’arriben a detectar.