Aterrizaje de precisión a gran altitud mediante sensor de guía por video de smartphone y fusión de sensores
Autores: Silva Cotta, Joao Leonardo; Gutierrez, Hector; Bertaska, Ivan R.; Inness, John P.; Rakoczy, John
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Aterrizaje de precisión a gran altitud mediante sensor de guía por video de smartphone y fusión de sensores
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Papel
Implementación
Integración
Sensor de Guía de Video para Smartphone
SVGS
Autónomo
Maniobras
UAVs
Fusión de sensores
Fotogramétrico
Posición
Actitud
Balizas de aterrizaje
Aterrizaje de precisión
Basado en visión
Aterrizaje automatizado
Sistema de coordenadas en tierra
Precisión a nivel de mm
Condiciones de iluminación ambiental
Reflejos
Lecturas intermitentes
Tasa de actualización
Dispositivo Android
Fusión de sensores
Confiable
Rendimiento
Baliza infrarroja
Desafíos
Aterrizaje a Gran Altura
LIDAR.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento describe el despliegue, la integración y la demostración del Sensor de Guía de Video para Smartphone (SVGS) como una tecnología novedosa para maniobras de proximidad autónomas de 6 grados de libertad y aterrizajes de precisión a gran altitud de UAVs mediante fusión de sensores. El enfoque propuesto utiliza un sensor de posición y actitud fotogramétrico basado en visión (SVGS) para apoyar el aterrizaje automatizado preciso de un UAV desde una altitud inicial superior a 100 m hasta el suelo, guiado por una serie de balizas de aterrizaje. La información del SVGS se fusiona con otros sensores a bordo en la unidad de control de vuelo para estimar la posición y actitud del UAV durante el aterrizaje en relación con un sistema de coordenadas en el suelo definido por las balizas de aterrizaje. Si bien el SVGS puede proporcionar una precisión de posicionamiento absoluto a nivel de milímetros dependiendo del rango y las dimensiones de las balizas, el funcionamiento adecuado del SVGS requiere una línea de visión entre la cámara y la baliza, y las lecturas pueden verse perturbadas por las condiciones de iluminación ambiental y los reflejos. Por lo tanto, las lecturas del SVGS pueden ser intermitentes, y su tasa de actualización no es determinista ya que el SVGS funciona en un dispositivo Android. La fusión de sensores del SVGS con sensores a bordo permite una actualización precisa y confiable de las estimaciones de posición y actitud durante el aterrizaje, proporcionando un rendimiento mejorado en comparación con la tecnología de aterrizaje automatizado de última generación basada en una baliza infrarroja, pero su implementación debe abordar los desafíos mencionados anteriormente. La técnica propuesta también muestra ventajas significativas en comparación con los sensores de última generación para aterrizajes a gran altitud, como aquellos basados en LIDAR.
Descripción
Este documento describe el despliegue, la integración y la demostración del Sensor de Guía de Video para Smartphone (SVGS) como una tecnología novedosa para maniobras de proximidad autónomas de 6 grados de libertad y aterrizajes de precisión a gran altitud de UAVs mediante fusión de sensores. El enfoque propuesto utiliza un sensor de posición y actitud fotogramétrico basado en visión (SVGS) para apoyar el aterrizaje automatizado preciso de un UAV desde una altitud inicial superior a 100 m hasta el suelo, guiado por una serie de balizas de aterrizaje. La información del SVGS se fusiona con otros sensores a bordo en la unidad de control de vuelo para estimar la posición y actitud del UAV durante el aterrizaje en relación con un sistema de coordenadas en el suelo definido por las balizas de aterrizaje. Si bien el SVGS puede proporcionar una precisión de posicionamiento absoluto a nivel de milímetros dependiendo del rango y las dimensiones de las balizas, el funcionamiento adecuado del SVGS requiere una línea de visión entre la cámara y la baliza, y las lecturas pueden verse perturbadas por las condiciones de iluminación ambiental y los reflejos. Por lo tanto, las lecturas del SVGS pueden ser intermitentes, y su tasa de actualización no es determinista ya que el SVGS funciona en un dispositivo Android. La fusión de sensores del SVGS con sensores a bordo permite una actualización precisa y confiable de las estimaciones de posición y actitud durante el aterrizaje, proporcionando un rendimiento mejorado en comparación con la tecnología de aterrizaje automatizado de última generación basada en una baliza infrarroja, pero su implementación debe abordar los desafíos mencionados anteriormente. La técnica propuesta también muestra ventajas significativas en comparación con los sensores de última generación para aterrizajes a gran altitud, como aquellos basados en LIDAR.