Integrazione di Metodologie di Ricerca Operativa e Computer Grafica per il calcolo di Rotte di Velivoli non abitati in scenari complessi

Negli ultimi anni si è intensificata la ricerca per favorire l‘impiego degli UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) in missioni civili tra le quali il monitoraggio o la sorveglianza del territorio. Recenti studi hanno dimostrato che tali velivoli non sono ancora pienamente affidabili sia per la mancanza di autonomia decisionale sia per l’errore umano, talvolta dovuto a interfacce uomo-macchina inefficienti. Un simulatore di stazione di controllo per UAV comprendente un’interfaccia uomo-macchina innovativa e un algoritmo intelligente per il calcolo di rotte sicure ed efficienti è descritto in questo lavoro. L’interfaccia di tale simulatore permette all’operatore di gestire un velivolo non abitato per mezzo di comandi di alto livello e di supervisionarne la missione mediante un sistema 3D. I comandi di alto livello rappresentano i dati di ingresso di un algoritmo che li traduce in rotte che costituiscono il riferimento per l’autopilota del velivolo. Tale algoritmo è stato sviluppato attraverso l’impiego di tecniche di programmazione lineare intera (MILP- Mixed Integer Linear Programming). Il MILP permette di riscrivere il problema dell’ottimizzazione di traiettorie con l’introduzione di vincoli lineari interi che consentono di evitare ostacoli di diversa natura geometrica e che tengono conto della dinamica del velivolo. Il sistema descritto è stato impiegato per simulare una missione di monitoraggio di una specifica area territoriale. I risultati ottenuti relativamente al calcolo autonomo di traiettorie in presenza di ostacoli di diversa geometria, sia concava che convessa, in tale ambiente sono stati soddisfacenti.