ROS/Gazebo Based Simulation of Co-operative UAVs

Abstract

UAVs can be assigned different tasks such as e.g., rendezvous and space coverage, which require processing and communication capabilities. This work extends the architecture ROS/Gazebo with the possibility of simulation of co-operative UAVs. We assume UAV with the underlying attitude controller based on the open-source Ardupilot software. The integration of the co-ordination algorithm in Gazebo is implemented with software modules extending Ardupilot with the capability of sending/receiving messages to/from drones, and executing the co-ordination protocol. As far as it concerns the simulation environment, we have extended the world in Gazebo to hold more than one drone and to open a specific communication port per drone. In the paper, results on the simulation of a representative co-ordination algorithm are shown and discussed, in a scenario where a small number of Iris Quadcopters are deployed.

Unmanned Aerial Vehicle Communications for Civil Applications: A Review

“…ArduPilot [419] is among the main open-source software projects that is used to carry out the control of different UAVs in Gazebo simulation as well as on actual drones. Recent advances in simulation techniques are demonstrating capability to support simulation of multiple UAVs in co-operative application scenarios [420]. One of the key elements in such multi-UAV systems is the communication among the UAVs.…”

“…One of the key elements in such multi-UAV systems is the communication among the UAVs. This can be implemented by employing software components that extend ArduPilot to provide capabilities for sending/receiving MAVLink messages between the UAVs and executing the multi-UAV coordination algorithm [420] [421].…”

Desenvolvendo Simulações de Uso de Drones em Cidades Inteligentes

“…Bernardeschi et al [10] utilizaram o simulador Gazebo e seus modelos de VANTs virtuais com Robot Operating System (ROS) -uma colec ¸ão de bibliotecas e frameworks para desenvolvimento e programac ¸ão de robôs -com o objetivo de coordená-los cooperativamente através de comunicac ¸ões sem fio entre drones. Os autores implementaram um código, através da biblioteca Python Dronekit, onde o algoritmo inicia a instância simulada de cada aeronave e sua localizac ¸ão é transmitida para os VANTs mais próximos na esquerda e também na direita.…”

“…O Gazebo [17] é um simulador multifuncional e permite que o usuário possa testar cenários realísticos em relac ¸ão à dinâmica e física de robôs e veículos, e também possibilita a configurac ¸ão e alterac ¸ão do cenário da simulac ¸ão, adaptandoo conforme for necessário. O Gazebo é um simulador amplamente discutido e utilizado pela comunidade científica, e possui também diversas bibliotecas e integrac ¸ões com outros softwares que enriquecem a simulac ¸ão, como o próprio SITL [10]. Sua interface permite criar, de modo simples, novos robôs, sensores, objetos de diversas formas e tamanhos.…”

“…As construc ¸ões dentro do campus da UFF foram delimitadas a partir do processo de vetorizac ¸ão utilizando como base as imagens do referido Google Satellite [25]. Como no shapefile dos lotes não havia informac ¸ão da altimetria das construc ¸ões, foram inseridas neste arquivo 8 alturas (5,10,15,20,25,30,36, 45 m) em cada feic ¸ão a partir do QGIS. Por exemplo, os lotes referentes aos quiosques da orla da baía da região receberam valores de 5 m; lotes referentes à casas foram editados e receberam valores baixos, enquanto que os prédios receberam valores mais altos entre as alturas consideradas.…”