Busca de caminho e coordenação entre veículos autônomos para o simulador virtual tático do sistema de simulação SIS-ASTRO

Abstract

A simulação virtual têm se popularizado cada vez mais nos dias de hoje, devido principalmente ao avanço das ferramentas que auxiliam no desenvolvimento das soluções e a maior capacidade computacional existente nos dispositivos. Os simuladores têm aplicações nas mais diversas áreas, como, por exemplo, a simulação de eventos naturais definidos por modelos matemáticos, o treinamento de usuários em tarefas relacionadas ao seu oficio e até mesmo na área da Educação. O treinamento virtual é uma das áreas de grande foco atualmente, pois, além de reduzir os custos de um treinamento real, é possível simular situações de perigo, sem por em risco instalações, veículos e o mais importante, vidas. Simuladores virtuais são de grande valia para exercícios militares, tendo em vista que os mesmos possuem riscos inerentes tanto para os equipamentos em uso, quanto para as vidas dos agentes humanos envolvidos. Por esses motivos, o Exército Brasileiro esta investindo no desenvolvimento de um simulador tático dentro do Programa Estratégico do Exército ASTROS 2020, que envolve a tecnologia de lançamentos de foguetes e mísseis O objetivo deste trabalho é a prototipação de parte do sistema de simulação virtual de REOP (Reconhecimento, Escolha e Ocupação de Posição), responsável por criar a representação dos trajetos a serem percorridos por veículos dentro de uma área de operação. Para atingir este objetivo, são utilizados algoritmos provenientes de soluções usadas em veículos autônomos para geração de trajetos, juntamente com um algoritmo que provê uma cooperação entre os agentes da simulação, durante a execução de seus trajetos, para atingir o posicionamento desejado. Além disso, é proposto um algoritmo que tem o objetivo de gerar a dispersão dos mesmos agentes dentro de uma área de operação. Os componentes para a simulação foram implementados na plataforma de desenvolvimento Unity, uma Engine de jogos largamente utilizada na indústria e no desenvolvimento de simuladores.

Virtual simulation has increasingly become popular these days, mainly due to the advance of tools that provide aid in the development of the solutions and the greater computational capacity present in devices. Simulators have applications in diverse areas, such as the simulation of natural events as defined by mathematical models, the training of users in tasks related to their trade and even in Education area. Virtual training is one of the areas of great focus today, because it helps to reduce the training expenses and it makes possible to simulate perilous situations without endangering facilities, vehicles and, most importantly, lives. Virtual simulators are of great value to military exercises, considering that these exercises have an inherent risk for the equipment in use and for the lives of the human agents involved. For these reasons, the Brazilian Army is investing in the development of a tactical simulator within the ASTROS 2020 strategic program, which involves the technology of launching rockets and missiles. The objective of this work is the prototyping of part of the REOP Tactical Virtual Simulator (Recognition, Choice and Position Occupation). This simulator is responsible for creating the representation of the routes to be covered by vehicles within an area of operation. Algorithms for route generation for autonomous vehicles are used conjointly with an algorithm that provides a co-operation between the simulation agents during the execution of their paths, to achieve the desired positioning. In addition, an algorithm which aims to generate the dispersion of the same agents within an area of operation is proposed. The components for the simulation were implemented in the Unity development platform, a game engine widely used in industry and in the development of simulators.