Propuesta de un algoritmo eficiente para el despegue de enjambres de UAVs tridimensionales

Abstract

[ES] En la actualidad el uso de vehículos aéreos no tripulados, coloquialmente conocidos como drones, está en auge debido a las múltiples aplicaciones de este tipo de aeronaves en áreas como vigilancia de fronteras, agricultura de precisión, operaciones de rescate, apoyo a labores de extinción de incendios, aplicaciones militares, etc. En estos contextos, la posibilidad de usar múltiples drones en vuelo coordinado, algo conocido como enjambre de drones, ofrece ventajas adicionales al permitir multiplicar la carga de los drones; esto es especialmente útil si deseamos realizar tareas de monitorización con múltiples tipos de sensores, o para operaciones de rescate donde hace falta cargar con medicinas, alimentos, mantas térmicas, etc. La práctica totalidad de estudios y despliegues de drones se está realizando con un número reducido de aeronaves atendiendo, por un lado, a cuestiones operativas y, por otro lado, a la complejidad técnica de gestionar múltiples aeronaves a la vez de manera eficiente. En este proyecto se busca abordar los principales retos de un despliegue a gran escala de un enjambre de drones. Para ellos se buscará proponer un algoritmo eficiente para el despegue seguro de un enjambre de drones tridimensional, lo cual requiere una partición del proceso en distintas capas, realizándose para cada capa la asignación más idónea para reducir el tiempo de vuelo y evitar colisiones en el despegue.

[EN] Currently, the use of unmanned aerial vehicles, colloquially known as drones, is booming due to the multiple applications of this type of aircraft in areas such as border surveillance, precision agriculture, rescue operations, firefighting support, military applications, etc. In these contexts, the possibility of using multiple drones in coordinated flight, something known as drone swarming, offers additional advantages by allowing to multiply the drone payload; this is especially useful if we want to perform monitoring tasks with multiple types of sensors, or for rescue operations where it is necessary to carry medicine, food, thermal blankets, etc. Almost all drone studies and deployments are being carried out with a reduced number of aircraft due to operational issues and the technical complexity of managing multiple aircraft at the same time in an efficient way. This project seeks to address the main challenges of a large-scale deployment of a drone swarm. For them we will seek to propose an efficient algorithm for the safe take-off of a three-dimensional drone swarm, which requires a partition of the process into different layers, performing for each layer the most suitable assignment to reduce the flight time and avoid collisions at take-off.