Control de Formación de UAV Líder-Seguidores con Coordinación Rentable y Simulación Pre-Vuelo
Autores: Lin, Ping-Tse; Wu, Ruey-Beei; Chang, Shi-Chung
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Control de Formación de UAV Líder-Seguidores con Coordinación Rentable y Simulación Pre-Vuelo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Estudio
Enjambre de UAV
Raspberry Pi
Comunicación Wi-Fi
Seguimiento de formación
Diseño de control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio presenta una arquitectura de control de vuelo líder-seguidor para un enjambre de UAV de pequeña escala, demostrada utilizando un sistema de tres UAV construido sobre autopilotos heterogéneos, posicionamiento GPS, unidades Raspberry Pi 3B+ y comunicación Wi-Fi. Los UAV seguidores mantienen de forma autónoma formaciones predefinidas mientras siguen la trayectoria del líder. Durante el vuelo, cada Raspberry Pi establece comunicación entre UAV a través de una red Wi-Fi utilizando el protocolo UDP, lo que permite el intercambio de datos en tiempo real y ajustes de actitud. Un diseño de control proporcional-integral de lazo externo implementado en la Raspberry Pi genera comandos correctivos al autopiloto correspondiente para reducir los errores de posición de los seguidores. Bajo las condiciones probadas, el marco logra el seguimiento de formaciones con errores horizontales y verticales de aproximadamente 60 y 20 cm, respectivamente, proporcionando una validación experimental inicial en un entorno de pequeña escala. Además, se desarrolla un entorno de simulación basado en datos de UAV y ambientales pregrabados con visualización 3D para apoyar la predicción de comportamientos, la evaluación del rendimiento y el ajuste del control antes del despliegue en el mundo real, aunque su aplicabilidad más allá de los escenarios probados aún debe establecerse.
Descripción
Este estudio presenta una arquitectura de control de vuelo líder-seguidor para un enjambre de UAV de pequeña escala, demostrada utilizando un sistema de tres UAV construido sobre autopilotos heterogéneos, posicionamiento GPS, unidades Raspberry Pi 3B+ y comunicación Wi-Fi. Los UAV seguidores mantienen de forma autónoma formaciones predefinidas mientras siguen la trayectoria del líder. Durante el vuelo, cada Raspberry Pi establece comunicación entre UAV a través de una red Wi-Fi utilizando el protocolo UDP, lo que permite el intercambio de datos en tiempo real y ajustes de actitud. Un diseño de control proporcional-integral de lazo externo implementado en la Raspberry Pi genera comandos correctivos al autopiloto correspondiente para reducir los errores de posición de los seguidores. Bajo las condiciones probadas, el marco logra el seguimiento de formaciones con errores horizontales y verticales de aproximadamente 60 y 20 cm, respectivamente, proporcionando una validación experimental inicial en un entorno de pequeña escala. Además, se desarrolla un entorno de simulación basado en datos de UAV y ambientales pregrabados con visualización 3D para apoyar la predicción de comportamientos, la evaluación del rendimiento y el ajuste del control antes del despliegue en el mundo real, aunque su aplicabilidad más allá de los escenarios probados aún debe establecerse.