Robustez en sistemas de UAVs cooperativos: simulaciones en ROS/Gazebo

Abstract

En este proyecto se analiza la robustez de sistemas de UAVs que deben desarrollar tareas asignadas de forma cooperativa, tales como vigilancia o exploración de un área determinada y búsqueda de objetivos en entornos hostiles o peligrosos, por nombrar algunas. Para ello, se hace uso de un modelo que, no sólo permite la sincronización del conjunto de robots, sino que desarrolla una estrategia a seguir en caso de que uno o más componentes del equipo se vean obligados a abandonar. Con el objetivo de medir la tolerancia a fallos de un determinado sistema, se introduce el concepto de resiliencia, entendida esta en un sentido amplio como el máximo número de robots del sistema que pueden fallar sin que se comprometa la actuación global del conjunto. Para llevar a cabo el análisis de los sistemas considerados y, teniéndose en cuenta todo lo anterior, se desarrollan una serie de programas que permiten la simulación de distintas situaciones en una de las herramientas más empleadas en la actualidad en el campo de la robótica, ROS (siglas en inglés de Robot Operating System), un framework que permite el desarrollo de todo tipo de aplicaciones robóticas y su simulador 3D, Gazebo.

In this project it is analyzed the robustness of systems of UAVs that must perform assigned tasks in a cooperative way, such as surveillance or exploration of a certain area and search for targets in hostile or dangerous environments, among others. For that, it is used a model that, not only allows the synchronization of a team of robots, but also developes a strategy to follow in case that one or more components of the team have to leave the system. In order to measure the fault tolerance of a particular system, it is introduced the concept of resilience which, in a broad sense, it can be understood as the largest number of robots that can leave the system without compromise the global performing of the team. In order to carry out the analysis of the considered systems and, taking into account the former explanations, it is developed a series of programs that allow the simulation of different situations in one of the most used tools in the robotic field nowadays, ROS (Robot Operating System), a framework that allow the development of any kind of robotic applications and its simulator, Gazebo.