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Sistema Colaborativo Aire-Tierra Fuertemente Acoplado para la Navegación Autónoma de UGV en Entornos Sin GPS

Autores: Deng, Jiacheng; Liu, Jierui; Hu, Jiangping

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Sistema Colaborativo Aire-Tierra Fuertemente Acoplado para la Navegación Autónoma de UGV en Entornos Sin GPS


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Navegación autónoma
Vehículos no tripulados
Evitación de obstáculos
Módulo de percepción aérea
Planificación de rutas
Control en bucle cerrado

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La navegación autónoma para vehículos no tripulados en entornos complejos y no estructurados sigue siendo un desafío, especialmente en escenarios sin GPS o con alta densidad de obstáculos, lo que limita su implementación práctica en aplicaciones de logística, inspección y respuesta a emergencias. Para superar estas limitaciones, este documento presenta un sistema colaborativo aéreo-terrestre estrechamente integrado que comprende tres componentes clave: (1) un módulo de percepción aérea que emplea un sistema de visión basado en YOLOv8 a bordo del UAV para generar mapas globales de obstáculos en tiempo real; (2) un módulo de comunicación de baja latencia que utiliza middleware FAST DDS para una transmisión de datos aérea-terrestre confiable; y (3) un módulo de navegación terrestre que implementa un algoritmo A* para la planificación óptima de rutas junto con control en bucle cerrado para una ejecución precisa de la trayectoria. El sistema completo fue implementado físicamente utilizando hardware rentable y validado experimentalmente en entornos desordenados. Los resultados demostraron una navegación autónoma exitosa del UGV y evitación de obstáculos basándose exclusivamente en los datos ambientales proporcionados por el UAV. El marco propuesto ofrece una solución práctica y económica para habilitar operaciones robustas de UGV en condiciones desafiantes del mundo real, con un potencial significativo para diversas aplicaciones industriales.

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