Sistema de Guía, Navegación y Control para Redes de Múltiples Robots en Operaciones de Monitoreo e Inspección
Autores: Hayajneh, Mohammad; Al Mahasneh, Ahmad
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Sistema de Guía, Navegación y Control para Redes de Múltiples Robots en Operaciones de Monitoreo e Inspección
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Guía de robots autónomos
Navegación
Control
Sistemas de múltiples robots
Algoritmo de planificación de rutas de campos potenciales
Controlador de retroceso
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo se centra en los desafíos asociados con la guía, navegación y control de robots autónomos en sistemas de múltiples robots. Este estudio proporciona una solución asequible mediante la utilización de un grupo de pequeños vehículos terrestres no tripulados y cuadricópteros que colaboran en misiones de monitoreo e inspección. El sistema propuesto utiliza un algoritmo de planificación de rutas basado en campos potenciales para permitir que un robot siga un objetivo en movimiento mientras evita obstáculos en un entorno dinámico. Para lograr el rendimiento requerido y proporcionar un seguimiento robusto contra perturbaciones del viento, se utiliza un controlador de retroceso para resolver el problema esencial de estabilidad y asegurar que cada robot siga el camino especificado de manera asintótica. Además, el rendimiento también se compara con un controlador proporcional-integral-derivativo (PID) para garantizar la superioridad del sistema de control. El sistema combina una unidad de medición inercial (IMU) de bajo costo, un receptor GNSS y un barómetro para UAVs para generar una solución de navegación (posicionamiento, velocidad y estimaciones de actitud), que luego se utiliza en los algoritmos de guía y control. Se utiliza una solución similar para UGVs integrando la IMU, un receptor GNSS y codificadores. Filtros complementarios no lineales integran las mediciones en el sistema de navegación para producir estimaciones de alta banda ancha del estado de cada plataforma robótica. Se discuten los resultados experimentales de varios escenarios para demostrar la efectividad del enfoque.
Descripción
Este trabajo se centra en los desafíos asociados con la guía, navegación y control de robots autónomos en sistemas de múltiples robots. Este estudio proporciona una solución asequible mediante la utilización de un grupo de pequeños vehículos terrestres no tripulados y cuadricópteros que colaboran en misiones de monitoreo e inspección. El sistema propuesto utiliza un algoritmo de planificación de rutas basado en campos potenciales para permitir que un robot siga un objetivo en movimiento mientras evita obstáculos en un entorno dinámico. Para lograr el rendimiento requerido y proporcionar un seguimiento robusto contra perturbaciones del viento, se utiliza un controlador de retroceso para resolver el problema esencial de estabilidad y asegurar que cada robot siga el camino especificado de manera asintótica. Además, el rendimiento también se compara con un controlador proporcional-integral-derivativo (PID) para garantizar la superioridad del sistema de control. El sistema combina una unidad de medición inercial (IMU) de bajo costo, un receptor GNSS y un barómetro para UAVs para generar una solución de navegación (posicionamiento, velocidad y estimaciones de actitud), que luego se utiliza en los algoritmos de guía y control. Se utiliza una solución similar para UGVs integrando la IMU, un receptor GNSS y codificadores. Filtros complementarios no lineales integran las mediciones en el sistema de navegación para producir estimaciones de alta banda ancha del estado de cada plataforma robótica. Se discuten los resultados experimentales de varios escenarios para demostrar la efectividad del enfoque.