Condução autônoma colaborativa com programação mista-inteira distribuída e descentralizada

• Processo: 24/04703-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
• Pesquisador responsável: Janito Vaqueiro Ferreira
• Beneficiário: Angelo Caregnato Neto
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/01170-4 - Condução Autônoma Colaborativa com Programação mista-inteira distribuída e descentralizada, BE.EP.PD
• Assunto(s): Sistemas multiagentes Automação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: autonomous driving | Mixed-integer programming | Motion Planning | multi-agent systems | Automação

Resumo

Este projeto de pesquisa aborda o problema de projeto de módulos de planejamentodistribuídos ou descentralizados para veículos autônomos colaborativos utilizandoProgramação Inteira-Mista (PIM). Nesta classe de programas matemáticos,tanto as variáveis de decisão contínuas quanto as inteiras são otimizadas, permitindoa solução de diversos problemas para sistemas multiagente, do planejamento de movimentoaté manutenção de conectividade e alocação de tarefas. Este método tambémfoi estendido para operar sob uma estratégia de horizonte móvel através do ControlePreditivo baseado em Modelo com codificação de programação inteira-mista (CMPPIM),resultando em uma poderosa técnica para coordenação de múltiplos agentes emambientes dinâmicos. A maioria dos planejadores baseados em PIM emprega arquiteturascentralizadas que são limitadas em termos de robustez e escalabilidade. Já quea PIM e considerada computacionalmente complexa, os correspondentes planejadorescentralizados foram demonstrados apenas considerando problemas de pequena escalaou simplificados. Objetiva-se neste projeto de pesquisa abordar essa lacuna investigandoa viabilidade de planejadores que empreguem PIM de forma distribuída oudescentralizada, já que estes têm o potencial de permitir a solução de problemas maiscomplexos, realistas e de maior escala. O caso de estudo proposto é o problema decolaboração para um grupo de veículos modelados como o veiculo autônomo experimentalda Universidade Estadual de Campinas. Através de avaliações em simuladoresrealísticos e, se possível, demonstrações experimentais usando plataformas veicularesem pequena escala, este projeto tem como objetivo demonstrar o potencial do usoda PIM distribuída ou descentralizada e CPM-PIM para problemas de colaboraçãoautônoma de múltiplos veículos.