Evolução multiobjetivo de trajetórias como múltiplas curvas de Bézier para VANTs
Os Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) foram inicialmente utilizados em
aplicações militares, mas têm se tornado cada vez mais populares em aplicações civis
dado o avanço da tecnologia na miniaturização dos componentes e minimização dos
custos. Entretanto, os VANTs possuem limitações em sua capacidade de operação
dadas pela baixa capacidade energética e restrições cinemáticas, que limitam a
autonomia e manobrabilidade do veículo. Portanto, o método de planejamento de
trajetória para VANTs deve considerar essas limitações, encontrando trajetórias que
respeitem os limites cinemáticos, tenham comprimento minimizado e visitem múltiplos
waypoints. Os métodos encontrados atualmente são capazes de encontrar trajetórias
válidas para VANTs, mas não fazem minimização do comprimento, ou são incapazes
de encontrar a trajetória para múltiplos waypoints. Este trabalho apresenta o TEvol, um
algoritmo capaz de encontrar trajetórias que respeitem os limites cinemáticos de
curvatura, torção e inclinação para múltiplos waypoints com comprimento minimizado.
Além disso, o TEvol também pode considerar restrições cinemáticas de Velocidade e
Fator de carga baseadas no diagrama V-n específico de um VANT, o que pode
proteger o veículo de falhas estruturais e estolagem. No TEvol, as trajetórias são
modeladas como curvas de Bézier e otimizadas utilizando um algoritmo genético de
otimização multiobjetivo baseado em seleção não dominante denominado NSGAII. Os
resultados mostram que o algoritmo é capaz de encontrar trajetórias que visitem
múltiplos waypoints respeitando as restrições de curvatura, torção e inclinação, ou as
restrições de velocidade e fator de carga, e também todas as restrições
simultaneamente. Foram encontradas trajetórias válidas em até 81.66% dos
experimentos realizados.