Planeamento e Coordenação de Veículos Autónomos

O estudo de fenómenos oceânicos de submesoescala, tais como turbilhões, filamentos e meandros, requer amostragem in-situ de alta resolução, que pode apenas ser adquirida através da coordenação de vários recursos em regiões amplas. Diferentes desafios surgem daqui, como ter comunicações a longas distâncias no mar e reagir a este ambiente altamente dinâmico. Como tal, coordenar as ações de vários veículos requer um novo tipo de software que possa suportar falhas de comunicação e hardware enquanto mantém os operadores conscientes do estado global do sistema.

Vários desenvolvimentos foram feitos na Toolchain do LSTS para atender a essas necessidades. Os veículos autónomos podem agora ser supervisionados através comunicações satélite Iridium e adaptar o seu comportamento a falhas de hardware e condições ambientais locais. A estrutura de planeamento consiste num conjunto de planeadores distribuídos entre a consola do operador, a web e a bordo dos veículos. Os comportamentos presentes e planeados são partilhados via web ou Iridium e a execução é adaptada para lidar com eventuais falhas. Isso fornece uma estrutura de coordenação robusta que já foi testada nos oceanos Pacífico e Atlântico, onde vários robôs foram usados ​​simultaneamente para mapear características de mesoescala.

Interface do operador onde estão visíveis waypoints futuros (planeados) e dados recolhidos (enviados via satélite)
Interface do operador onde estão visíveis waypoints futuros (planeados) e dados recolhidos (enviados via satélite)
Múltiplos recursos a serem coordenados por comunicações satélite a partir de um navio oceanográfico (R/V Falkor)
Múltiplos recursos a serem coordenados por comunicações satélite a partir de um navio oceanográfico (R/V Falkor)

Referências:

  • F. Py, J. Pinto, M. A. Silva, T. A. Johansen, J. Sousa, Rajan K. “EUROPtus: A Mixed-Initiative Controller for Multi-vehicle Oceanographic Field Experiments,” Springer Proceedings in Advanced Robotics, vol 1. Springer, 2017, pp. 323-340.

  • L. Chrpa, J. Pinto, T. S. Marques, M. A. Ribeiro and J. Sousa, "Mixed-initiative planning, replanning and execution: From concept to field testing using AUV fleets," 2017 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Vancouver, BC, 2017, pp. 6825-6830.