Una Estrategia de Guía de Aterrizaje Autónomo Basada en Visión para un Micro-UAV mediante la Vista de Cámara Modificada
Autores: Mu, Lingxia; Li, Qingliang; Wang, Ban; Zhang, Youmin; Feng, Nan; Xue, Xianghong; Sun, Wenzhe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Una Estrategia de Guía de Aterrizaje Autónomo Basada en Visión para un Micro-UAV mediante la Vista de Cámara Modificada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Aterrizaje autónomo
Vehículos aéreos no tripulados
Basado en visión
Micro-UAV cuatrirrotor
Conversión del ángulo de visión de la cámara
Detección de marcadores de aterrizaje
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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El aterrizaje autónomo es una de las tecnologías clave para los vehículos aéreos no tripulados (VANT) que puede mejorar la flexibilidad de las tareas en varios campos. En este documento, se propone una estrategia de aterrizaje autónomo basada en visión para un micro-VANT cuatrirrotor, basada en un nuevo método de conversión del ángulo de visión de la cámara, detección rápida de marcadores de aterrizaje y un enfoque de guía autónoma. La cámara de vista frontal del video del micro-VANT se modifica primero mediante una nueva estrategia para obtener una vista cenital. De este modo, el marcador de aterrizaje puede ser capturado por la cámara a bordo del micro-VANT y luego es detectado por el algoritmo YOLOv5 en tiempo real. Se estima la coordenada central del marcador de aterrizaje y se utiliza para generar los comandos de guía para el controlador de vuelo. Después, los comandos de guía son enviados por la estación terrestre para realizar la tarea de aterrizaje del VANT. Finalmente, se llevan a cabo experimentos de vuelo utilizando el VANT DJI Tello al aire libre y en interiores, respectivamente. La plataforma original del VANT se modifica utilizando la estrategia propuesta de cambio de ángulo de visión de la cámara para que se pueda lograr la vista cenital para realizar la misión de aterrizaje. Los resultados experimentales muestran que el algoritmo de detección de marcadores de aterrizaje propuesto y la estrategia de guía de aterrizaje pueden completar la tarea de aterrizaje autónomo del micro-VANT de manera eficiente.
Descripción
El aterrizaje autónomo es una de las tecnologías clave para los vehículos aéreos no tripulados (VANT) que puede mejorar la flexibilidad de las tareas en varios campos. En este documento, se propone una estrategia de aterrizaje autónomo basada en visión para un micro-VANT cuatrirrotor, basada en un nuevo método de conversión del ángulo de visión de la cámara, detección rápida de marcadores de aterrizaje y un enfoque de guía autónoma. La cámara de vista frontal del video del micro-VANT se modifica primero mediante una nueva estrategia para obtener una vista cenital. De este modo, el marcador de aterrizaje puede ser capturado por la cámara a bordo del micro-VANT y luego es detectado por el algoritmo YOLOv5 en tiempo real. Se estima la coordenada central del marcador de aterrizaje y se utiliza para generar los comandos de guía para el controlador de vuelo. Después, los comandos de guía son enviados por la estación terrestre para realizar la tarea de aterrizaje del VANT. Finalmente, se llevan a cabo experimentos de vuelo utilizando el VANT DJI Tello al aire libre y en interiores, respectivamente. La plataforma original del VANT se modifica utilizando la estrategia propuesta de cambio de ángulo de visión de la cámara para que se pueda lograr la vista cenital para realizar la misión de aterrizaje. Los resultados experimentales muestran que el algoritmo de detección de marcadores de aterrizaje propuesto y la estrategia de guía de aterrizaje pueden completar la tarea de aterrizaje autónomo del micro-VANT de manera eficiente.