Implementación de un Enjambre de Drones Crazyflie 2.1 Coordinado Mediante Q-learning y ROS
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2024-01-31
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gruplac
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Universidad Santo Tomás
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Resumen
La implementación de redes de cooperación con vehículos aéreos no tripulados, organizados mediante inteligencia artificial, tiene una aplicabilidad interesante y pertinente en la sociedad, ya que permite la solución de problemas de movilidad y organización en espacios extensos.
El presente proyecto genera una investigación teórica y aplicada, organizando una red de cooperación de drones en un escenario a pequeña escala, donde se puede implementar el dron Crazyflie 2.1 y su sistema de posicionamiento Lighthouse, para validar la pertinencia del uso de estos sistemas. Puntualmente se desarrolla un proceso de control por toma de decisiones,
de cada partícula o agente que compone un enjambre de drones. El mismo se logra organizado en torno a un líder y los seguidores o compañeros. El algoritmo de aprendizaje aplicado es Q-learning, y se desarrolla todo el marco de ejecución en torno a que cada agente llegue al objetivo y evite chocar con sus compañeros.
Se encuentra que el proceso de aprendizaje mediante Q-learning puede darse con una discretización del espacio de estados muy bajo en comparación al respectivo espacio de estados del proceso de aplicación, lo que se traduce en velocidad en el aprendizaje y precisión al actuar en la implementación del enjambre.
Además de lo anteriormente expuesto se encuentra que el aprendizaje por fases permite un llenado acertado de la tabla de políticas Q que usa el agente para la toma de decisiones, junto con la correcta definición de todos los posibles estados, 256 para un ambiente sobre dos ejes de posición.
Abstract
The implementation of cooperation networks based on unmanned aereal vehicles, using artificial intelligence, have a social interesting applicability, because it allows to solve problems of mobility and organization on large areas of land.
The present project generates a theoretical and applied research by the organize a mini dron cooperation network based on Crazyflie 2.1 and his positional system calls Lighthouse, to validate the use of this systems before practical implementations. Specifically developing a decision control process for all the agents involved on the network. The learning algorithm is Q-learning,
used to prevent crashes and organize the swarm.
In the learning process is possible to minimize the estates of spaces and maximize it when require the performance of the swarm, it able to do a process of learning fast and a precise performance on implementation.
Besides, develop a certain phases of training and test of the algorithm to generate a right Q policy table, that the agents use to take decisions, together with a 250 possible state definition, implemented for a two dimensional environment.
Idioma
spa
Palabras clave
Citación
González Álvarez, D. S. (2024). Implementación de un Enjambre de Drones Crazyflie 2.1 Coordinado Mediante Q-learning y ROS. [Trabajo de Grado, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional.
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