Metodología para el planeamiento automático de rutas en vehículos aéreos no tripulados usando algoritmos bio-inspirados sobre sistemas e mbebidos

Abstract

Este trabajo propone un método para el planeamiento de rutas on-line usando técnicas de optimización bio-inspirada con el fin de ser implementado sobre vehículos aéreos no tripulados, el cualplanee la ruta sin necesidad de intervención de un controlador en tierra. En el desarrollo del trabajo se evaluaron los optimizadores enjambre de partículas (PSO) y búsqueda Cuckoo (Ck) junto con el planificador de ruta propuesto. La evaluación del método consistió en ejecutar el planificador de ruta usando como base la técnica de optimización enjambre de partículas, comparándola con la ejecución del método usando la optimización por búsqueda Cuckoo. Los experimentos se realizaron sobre cinco rutas diferentes, cinco veces por ruta, lo que permitió comprobar la funcionalidad del método. Los resultados mostraron que el planificador de ruta tuvo mejores resultados al recorrer una menor distancia cuando su optimizador fue el PSO mostrando ser más estable, encontrando la ruta más fácilmente. En cuanto a tiempo de ejecución, los resultados mostraron que el planificador de ruta necesito un menor tiempo de ejecución cuando se usó el optimizador Ck, siendo de un 89% menor que la misma ejecución del planificador con PSO. Además se implementó el planificador de ruta sobre tres sistemas embebidos basados en microcontroladores, con arquitecturas ARM Cortex M0+, M4 y ColdFire V1de la familia Flexis de 32-bits. Los resultados comprueban que el método propuesto es lo suficientemente versátil y con baja demanda computacionalrealizando el planeamiento de ruta sobre los microcontroladores, y en el caso del ARM Cortex M4, entregando nuevos puntos de avance en la ruta en un tiempo inferior a seis segundos.Demostrando que la implementación de este tipo de metodologías es completamente viable, permitiendoque aeronaves no tripuladas naveguen de forma segura sobre zonas desconocidas, respetando las aerovías comerciales, obteniendo el máximo provecho al espacio aéreo