Sviluppo di un Protocollo di Rete Resiliente per Sciami di Droni su Piattaforma Crazyflie

This thesis project presents the development and implementation of a Self-Healing network protocol for autonomous drone swarms, designed to ensure operational continuity in the event of a connection loss with the Base Station. To this end, a decentralized algorithm was developed which, utilizing a virtual force model (spring-damper), physically repositions the drones in space to restore the signal via multi-hop routing. The algorithm was implemented in C on a FreeRTOS architecture using the Crazyflie embedded platform. Experimental tests confirm the system's ability to detect network failures and execute corrective maneuvers in real time, dynamically reconfiguring the network topology. To isolate the control logic from the limitations of distance estimation in indoor environments, the algorithm was also validated in a dedicated simulation environment, which confirms its correctness regardless of signal noise.

Il presente documento descrive il lavoro svolto durante il periodo di stage, in cui è stato sviluppato e implementato un protocollo di rete Self-Healing per sciami di droni autonomi, ideato per garantire la continuità operativa in caso di perdita di connessione con la base station. A tal proposito è stato progettato un algoritmo decentralizzato che, tramite un modello a forze virtuali (molla-smorzatore), riposiziona fisicamente i droni nello spazio per ripristinare il segnale tramite un multi-hop routing. Tale algoritmo è stato implementato in C su architettura FreeRTOS utilizzando la piattaforma embedded Crazyflie.I test sperimentali confermano la capacità del sistema nel rilevare i guasti di rete e attuare manovre correttive in tempo reale, così da riconfigurare dinamicamente la topologia della rete. Per isolare la logica di controllo dalle limitazioni della stima di distanza in ambiente indoor, l'algoritmo è stato inoltre validato in un ambiente di simulazione dedicato, che ne conferma la correttezza a prescindere dal rumore del segnale.