Coleta de Informação Não Redundante em Aplicações de Resgate via um UAV com Limitação Energética

Veículos aéreos não tripulados (UAVs) estão surgindo como dispositivos promissores para fornecer informações valiosas em aplicações de resgate, que podem ser enviados para tirar fotografias de pontos de interesse em áreas de desastre onde é difícil para os humanos se aproximarem. A maioria dos estudos existentes se concentrou na questão da capacidade limitada de energia dos UAVs ao tirarem fotografias, o que, no entanto, ignorou um fato importante, que é, as fotografias tiradas pelos UAVs geralmente são altamente redundantes. Neste artigo, estudamos um novo problema de maximização da qualidade de monitoramento para encontrar um percurso de voo para um UAV com limitação energética, de modo que a quantidade de informação não redundante das fotografias tiradas pelo UAV em seu percurso seja maximizada. Devido à NP-dificuldade do problema, primeiro propomos um algoritmo de aproximação com complexidade de tempo quase polinomial. Em seguida, elaboramos um algoritmo heurístico rápido e escalável para o problema. Finalmente, avaliamos o desempenho dos algoritmos propostos através de um conjunto de dados real e extensas simulações. Os resultados experimentais mostram que os algoritmos propostos são muito promissores. Especialmente, as quantidades de informação não redundante pelos algoritmos de aproximação e heurística propostos são cerca de 11% e 8% maiores do que as do estado da arte, respectivamente. Até onde sabemos, somos os primeiros a considerar o novo problema de coletar informação não redundante com um UAV com limitação energética.