Obstacle Avoidance Manager for UAVs Swarm

Abstract

En primer lugar, agradecer a mis directores académicos, Arturo y David y, a Pablo en Drone Hopper, por acompañarme a lo largo de esta etapa que hoy está más cerca de culminarse. Gracias por la ayuda prestada, por hacerme crecer, en el ámbito profesional y en el personal. Gracias por conar en mí y permitir que, junto a Drone Hopper, haya podido cerrar una etapa tan importante.Aunque si algo me ha llevado hoy a escribir estas líneas es formar parte, durante 5 años, de una familia como el LSI, incluida esa nueva generación de chavalitos, que han hecho del B16 un lugar donde nuca sentirse solo. El principal culpable de ello es Fernando. Fue él quien me brindó la oportunidad de trabajar con gente tan buena como la que aquí trabaja y ha trabajado, porque echando la vista atrás, no puedo olvidarme de personas cómo Noelia, Ricardo o Dani con las que ha sido un verdadero placer trabajar y, que junto al resto, han contribuido a que cada día uno se sienta afortunado de formar parte de un grupo humano como este.Dentro de esta gran familia hay otra persona que merece una mención aparte, no es otro que Abdulla, un amigo más que un compañero de trabajo. Sólo él sabe lo duro que, durante muchos momentos, ha sido esto y, sus palabras, su ayuda y su trabajo han hecho posible que las dudas se despejaran y continuara trabajando por llegar hoy a escribir estas líneas.Al escribir estas líneas no puedo olvidarme de un grupo de personas que durante esta etapa han sido más que compañeros de trabajo, han sido amigos, aquellas personas con las que compartir las alegrías y penas del día a día, gente como Carlos, María, Irene, Fran o Jorge que me han ayudado y apoyado de manera especial a lo largo de esta dura etapa, la cual Jorge advirtió y yo no hice caso.Tampoco puedo terminar este párrafo sin agradecer a Sergio y Alejandro todo el trabajo de estos últimos meses, por hacer más fácil y llevadera la vuelta a la normalidad y por estar codo con codo en las últimas fases de este trabajo.Por último, gracias a mi verdadera familia, a unos padres y hermanas que han sido un espejo dónde mirarse, a los que les debo y, sin los cuáles, no habría llegado hoy a escribir este trabajo. Y gracias a ti, Olga, por comprenderme, soportarme y ayudarme en estos duros meses y, sobre todo, por dar sentido a mi vida de la manera en la que lo has hecho.

Software Architecture for Autonomous and Coordinated Navigation of UAV Swarms in Forest and Urban Firefighting

“…The third layer of the developed software architecture ensures, on the one hand, coordinated navigation without swarm supervision and, on the other hand, collision-free navigation with objects present in the work space. Thus, this layer combines a set of methods that guarantee the free movement of UAVs through the paths established by the global planner or, through alternative paths generated in case the presence of new or dynamic obstacles prevent navigation through the previously determined paths [29].…”

“…In relation to this method, this second layer of architecture includes an implementation that seeks to avoid collisions in situations where, at least one of the UAVs, is taking advantage of multi-rounders to be able to stay on a stationary flight, without the need to make forward movements to generate support, as is the case with fixed-wing aircraft. In this case, to maintain the position on the XY plane of the UAV in question, the collision avoidance system is responsible, in detecting that event, for setting a different altitude value for each swarm agent involved in the conflict, thus avoiding possible collision [29].…”

“…This second decentralized method allows to generate robustness when navigating without supervision detecting and avoiding collisions, since, in the face of the loss of any communication, the previous method may not detect the proximity between two UAVs, but through the 3D information captured by each agent, the drones involved may be aware of such collision and, each of them establish an alternative path that avoids such collision. Therefore, the combination of these 2 methods allows this second layer to establish control over the different swarm agents to ensure safe and coordinated navigation through previously set paths or, through secure alternative paths that avoid collisions between swarm UAVs or objects not collected in previous environment information [29].…”

Fast collective evasion in self-localized swarms of unmanned aerial vehicles

“…Another approach to obstacle avoidance is with generation of collision-free paths for individual UAVs [26][27][28][29][30]. However, these approaches are verified only in simulations and require sufficient localization in map frame to compute collision-free paths for individuals UAVs.…”

“…However, these approaches are verified only in simulations and require sufficient localization in map frame to compute collision-free paths for individuals UAVs. Collision avoidance between swarm members using communication and non-moving obstacle avoidance using light detection and ranging (LiDAR) is presented in [27]. Collision-free paths considering static as well as moving obstacles is proposed in [29], but precise states of all UAVs have to be shared over the swarm for the correct function of this approach.…”