Efficient Coordination of Heterogeneous Unmanned Aerial Systems in Cooperative Surveillance

Ehsan Kouchaki; Laura García Junceda; Miguel Ángel de Frutos; José Ramiro Martínez de Dios; Aníbal Ollero Baturone

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Efficient Coordination of Heterogeneous Unmanned Aerial Systems in Cooperative Surveillance

Kouchaki, Ehsan ^[1] ; García-Junceda, Laura ^[2] ; de Frutos, Miguel Ángel ^[2] ; Martínez-de-Dios, Jose Ramiro ; Ollero, Anibal ^[1]
1. [1] Universidad de Sevilla
  
  Universidad de Sevilla
  
  Sevilla, España
2. [2] UAV Navigation
Localización: Jornadas de Automática, ISSN-e 3045-4093, Nº. 45, 2024
Idioma: inglés
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Resumen
- español
  Este artículo aborda la coordinación y planificación de rutas de múltiples Sistemas Aéreos no Tripulados (UAS) heterogéneos en misiones cooperativas de vigilancia y búsqueda y rescate. El sistema forma parte de un contrato de transferencia de tecnología. Eficiencia, robustez, flexibilidad, reconfigurabilidad y escalabilidad son sus principales requisitos. El esquema propuesto se compone de dos módulos. El primero resuelve el problema Vehicle Routing Problem y asigna a cada UAS una lista ordenada de puntos de interés a visitar de modo que se minimice el tiempo total de la misión. El segundo módulo determina una ruta segura y factible para cada UAS minimizando la desviación respecto su ruta evitando zonas de exclusión aérea y cumpliendo las restricciones cinemáticas del UAS. El desempeño presentado muestra el potencial del esquema en aplicaciones como logística, vigilancia y gestión de desastres, entre otras.
- English
  This paper addresses the coordination and path planning of multiple heterogeneous Unmanned Aerial Systems (UAS) in cooperative surveillance and search & rescue missions. The system is part of a technology transfer contract: efficiency, robustness,flexibility, reconfigurability, and scalability are its main requirements. The proposed scheme is composed of two modules. The first solves the Vehicle Routing Problem and assigns each UAS with an ordered list of points of interest (PoIs) to be visited such that the total mission time is minimized. The second module determines a safe and feasible path for each UAS minimizing the deviation w.r.t. its route while avoiding no-fly zones (NFZs) and fulfilling the UAS kinematic constraints. The presented performance shows the scheme’s potential for real-world missions in applications such as logistics, surveillance, and disaster management, among others.