Computação na Borda para Drones: Gerenciando Pousos e Decolagens em Centros de Distribuição

  • Lucas de Paula Soares UNICAMP
  • Fabíola M. C. de Oliveira UNICAMP
  • Carlos A. Kamienski UFABC
  • Luiz F. Bittencourt UNICAMP

Resumo


Estratégias anticolisões entre drones existentes concentram-se principalmente no voo em cruzeiro em cenários com número limitado de drones, negligenciando o gerenciamento do pouso e decolagem em grandes centros de distribuição, onde há uma grande densidade de drones. Este trabalho propõe e avalia novas políticas de sequenciamento de pousos e decolagens em áreas de alta densidade, aprimorando o Drone Edge Management System (DREMS). Essas políticas são classificadas e testadas em cenários de alta densidade de drones, elevando as taxas reais de pousos e decolagens, sem acarretar em um aumento nas taxas de colisão. Os resultados destacam a necessidade de uma estratégia de sequenciamento eficaz em centros de distribuição para evitar colisões.

Referências

Al-Mousa, A., Sababha, B. H., Al-Madi, N., Barghouthi, A., and Younisse, R. (2019). UTSim: A framework and simulator for UAV air traffic integration, control, and communication. International Journal of Advanced Robotic Systems, 16.

Bosson, C. and Lauderdale, T. A. (2018). Simulation Evaluations of an Autonomous Urban Air Mobility Network Management and Separation Service. In 2018 Aviation Technology, Integration, and Operations Conference.

Chen, K.-W., Xie, M.-R., Chen, Y.-M., Chu, T.-T., and Lin, Y.-B. (2022). DroneTalk: An Internet-of-Things-Based Drone System for Last-Mile Drone Delivery. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 23(9):15204–15217.

de Oliveira, F. M. C., Bittencourt, L. F., Bianchi, R. A. C., and Kamienski, C. A. (2023). Drones in the Big City: Autonomous Collision Avoidance for Aerial Delivery Services. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems.

de Oliveira, F. M. C., Bittencourt, L. F., and Kamienski, C. (2021). Prevenção de colisões em serviços de entregas por drones em cidades inteligentes. In Anais do V Workshop de Computação Urbana, pages 182–195.

Hayat, S., Jung, R., Hellwagner, H., Bettstetter, C., Emini, D., and Schnieders, D. (2021). Edge Computing in 5G for Drone Navigation: What to Offload? IEEE Robotics and Automation Letters, 6(2):2571–2578.

Itoh, E. and Erzberger, H. (2014). Design Principles and Algorithms for Air Traffic Arrival Scheduling.

Kleinbekman, I. C., Mitici, M. A., and Wei, P. (2018). eVTOL Arrival Sequencing and Scheduling for On-Demand Urban Air Mobility. In 2018 IEEE/AIAA 37th Digital Avionics Systems Conference (DASC), pages 1–7.

Labib, N. S., Brust, M. R., Danoy, G., and Bouvry, P. (2021). The Rise of Drones in Internet of Things: A Survey on the Evolution, Prospects and Challenges of Unmanned Aerial Vehicles. IEEE Access, 9:115466–115487.

Lu, S.-H., Kuo, R., Ho, Y.-T., and Nguyen, A.-T. (2022). Improving the efficiency of last-mile delivery with the flexible drones traveling salesman problem. Expert Systems with Applications, 209:118351.

McEnroe, P., Wang, S., and Liyanage, M. (2022). A Survey on the Convergence of Edge Computing and AI for UAVs: Opportunities and Challenges. IEEE Internet of Things Journal, 9(17):15435–15459.

Moshref-Javadi, M. and Winkenbach, M. (2021). Applications and Research avenues for drone-based models in logistics: A classification and review. Expert Systems with Applications, 177:114854.

Pradeep, P. and Wei, P. (2018). Heuristic Approach for Arrival Sequencing and Scheduling for eVTOL Aircraft in On-Demand Urban Air Mobility. In 2018 IEEE/AIAA 37th Digital Avionics Systems Conference (DASC), pages 1–7.

Soares, L. D. P., Oliveira, F. C. D., Kamienski, C. A., and Bittencourt, L. F. (2023). Drone edge management system (drems): Sequencing drone takeoff and landing. In 2023 10th International Conference on Future Internet of Things and Cloud (FiCloud), pages 114–121, Los Alamitos, CA, USA. IEEE Computer Society.

Song, K. and Yeo, H. (2021). Development of optimal scheduling strategy and approach control model of multicopter VTOL aircraft for urban air mobility (UAM) operation. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 128:103181.

Sáez, R., Polishchuk, T., Schmidt, C., Hardell, H., Smetanová, L., Polishchuk, V., and Prats, X. (2021). Automated sequencing and merging with dynamic aircraft arrival routes and speed management for continuous descent operations. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 132:103402.
Publicado
20/05/2024
SOARES, Lucas de Paula; OLIVEIRA, Fabíola M. C. de; KAMIENSKI, Carlos A.; BITTENCOURT, Luiz F.. Computação na Borda para Drones: Gerenciando Pousos e Decolagens em Centros de Distribuição. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE REDES DE COMPUTADORES E SISTEMAS DISTRIBUÍDOS (SBRC), 42. , 2024, Niterói/RJ. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2024 . p. 407-420. ISSN 2177-9384. DOI: https://doi.org/10.5753/sbrc.2024.1406.

Artigos mais lidos do(s) mesmo(s) autor(es)