Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/10216/103770
Author(s): José Carlos de Queirós Pinto
Title: Mixed-Initiative Planning for Networked Vehicle Systems
Issue Date: 2017-02-17
Abstract: Redes de Veículos Heterogéneos são redes constituídas por múltiplos robots, sensores e utilizadores, que são capazes de coordenar as suas ações por forma a atingir um ou mais objectivos comuns. Planear o comportamento deste tipo de redes continua a ser desafiante por vários motivos: a complexidade resultante das múltiplas interações entre sistemas, a dependência bidirecional entre o comportamento da rede e a sua topologia e o facto de não existir um conhecimento global do estado do sistema.O trabalho nesta tese visa o planeamento de Redes de Veículos Heterogéneos com interação por iniciativa mista. Dada uma rede de robots com capacidades heterogéneas o sistema desenvolvido é capaz de coordenar automaticamente essa rede a partir da definição de objectivos de alto nível e transformando esses objectivos em ações passíveis de serem realizadas pelos diferentes robots disponíveis. O sistema permite ainda manter todos os utilizadores informados sobre o estado dos diferentes robots e o seu comportamento.Para tal foram desenvolvidas e testadas no terreno 3 diferentes aproximações. Primeiro foi desenvolvido um sistema de planeamento centralizado onde um único planeador é capaz de gerar todas as ações atómicas a serem executadas pelos robots. Em segundo lugar foi melhorada a autonomia de bordo dos robots através da integração de um sistema de planeamento deliberativo a bordo. Em terceiro lugar foi desenvolvido um novo conceito de operação que consiste num sistema de planeamento distribuído em que o sistema é controlado por um planeador centralizado e pelos planeadores a bordo dos robots usando apenas comunicações sujeitas perdas e grande latência.
Description: Networked Vehicle Systems consist of multiple heterogeneous robots, sensors and human operators combined together and coordinated in order to achieve one or more common objectives. Planning the behavior of these systems is still a challenge for various reasons: complexity coming from the multiple interactions, system-level behavior and network topology are intertwined and uncertainty regarding the entire system state. This tend to make it difficult for human operators to take any informed decisions or do proper planning.This thesis addresses planning of Networked Vehicle Systems under mixed-initiative interaxxxction. Given a network of robots with heterogeneous capabilities we allow human operators to task the entire network at once by providing system-level objectives and having the system decomposing this objective into vehicle actions according to their capabilities. Moreover, we do this while maintaining the human operators informed about what the different parts of the system are doing and intervene if necessary.For this we have developed and field-tested three separate approaches. First, we have developed a centralized planning architecture where a single planner is used to generate all low-level actions to be executed by the robots. Second, we have improved onboard autonomy by integrating a deliberative planning and execution engine onboard the vehicles and, third, we have developed a novel distributed planning framework where a centralized planner generates high-level objectives for robots deployed remotely and synchronizes its internal state with information received over fallible communication links.
Subject: Engenharia electrotécnica, electrónica e informática
Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering
Scientific areas: Ciências da engenharia e tecnologias::Engenharia electrotécnica, electrónica e informática
Engineering and technology::Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering
TID identifier: 201799804
URI: https://repositorio-aberto.up.pt/handle/10216/103770
Document Type: Dissertação
Rights: openAccess
Appears in Collections:FEUP - Dissertação

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