Coverage Path Planning in Non-Convex Polygon Areas for Orthophotomap Creation Using UAVs

Cílem této práce je implementace algoritmů pro pokrývání nekonvexních oblastí s využitím UAV (Unmanned Aerial Vehicle) a jejich experimentální ověření (jak v simulacích, tak na reálném bezpilotním prostředku). Z existujících algoritmů pro plánování příslušné letové trajektorie byly vybrány tři offline algoritmy využívající exaktní dekompozici oblastí - naivní, Enhanced Exact Cellular Decomposition planner a Energy- Aware planner. Zmíněné plánovací algoritmy byly dále upraveny tak, aby respektovaly kinematická omezení letounu a aby byly schopny plánovat i nad oblastí s přítomnými bezletovými zónami. Algoritmy byly včleněny do řídícího systému pro UAV a otestovány na sérii polygonálních oblastí se stupňující se složitostí. Algoritmy jsou následně na základě svého výkonu porovnány a dále analyzovány.The goal of this work is to implement coverage path planning algorithms over noncomplex areas using UAVs (Unmanned Aerial vehicle) and their experimental verification (in a simulated environment as well as in the real one). Three coverage path planning algorithms employing the offline exact decomposition approach were chosen - the Naive planner, the Enhanced Exact Cellular Decomposition planner and the Energy-Aware planner. These planners were further modified to take into account UAV's kinematic constraints and to be able to plan over areas with no-flight zones present. These algorithms were integrated into a framework for UAV command & control and tested on a series of polygonal areas with increasing complexity. The selected algorithms are further analyzed and compared according to their performances