Un sistema de localización basado en rango UWB de un solo helicóptero ampliable a un enjambre de drones
Autores: Steup, Christoph; Beckhaus, Jonathan; Mostaghim, Sanaz
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un sistema de localización basado en rango UWB de un solo helicóptero ampliable a un enjambre de drones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Sistema
Localización
Dron
Transceptor UWB
Enjambre
Anclajes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un sistema de localización de un solo dron como un primer paso hacia un sistema de localización de enjambre de drones multihop escalable. El dron estaba equipado con módulos transceptores de banda ultraancha (UWB), que se pueden utilizar para comunicación, así como para la medición de distancias. La ubicación del dron se detectó en función de puntos de anclaje fijos utilizando un solo tipo de transceptor UWB. Nuestro objetivo es crear un sistema de localización de enjambre que permita a los drones cambiar su rol entre un miembro activo del enjambre y un nodo de anclaje para mejorar la localización de todo el enjambre. Con este fin, este documento presenta nuestro sistema de localización base actual y su rendimiento en relación con la localización de un solo dron con anclajes fijos y su integración en nuestros cuadricópteros modulares actuales, que fue diseñado para ser fácilmente ampliable a un sistema de localización de enjambre. La distancia entre cada dron y los anclajes se midió periódicamente, y se utilizó un algoritmo de descenso de gradiente especialmente adaptado para resolver el problema de optimización no lineal resultante. Se realizaron adaptaciones adicionales específicas para el dron y la conexión inalámbrica para mejorar la robustez. El sistema se probó con un sistema Vicon como referencia de posición y mostró una alta precisión de 0.2 m con una tasa de actualización de <10 Hz. Además, el sistema se integró en los copters FINken del SwarmLab y se evaluó en múltiples escenarios al aire libre. Estos escenarios mostraron la usabilidad genérica del enfoque, aunque no fue posible realizar una medición de precisión exacta.
Descripción
Este documento presenta un sistema de localización de un solo dron como un primer paso hacia un sistema de localización de enjambre de drones multihop escalable. El dron estaba equipado con módulos transceptores de banda ultraancha (UWB), que se pueden utilizar para comunicación, así como para la medición de distancias. La ubicación del dron se detectó en función de puntos de anclaje fijos utilizando un solo tipo de transceptor UWB. Nuestro objetivo es crear un sistema de localización de enjambre que permita a los drones cambiar su rol entre un miembro activo del enjambre y un nodo de anclaje para mejorar la localización de todo el enjambre. Con este fin, este documento presenta nuestro sistema de localización base actual y su rendimiento en relación con la localización de un solo dron con anclajes fijos y su integración en nuestros cuadricópteros modulares actuales, que fue diseñado para ser fácilmente ampliable a un sistema de localización de enjambre. La distancia entre cada dron y los anclajes se midió periódicamente, y se utilizó un algoritmo de descenso de gradiente especialmente adaptado para resolver el problema de optimización no lineal resultante. Se realizaron adaptaciones adicionales específicas para el dron y la conexión inalámbrica para mejorar la robustez. El sistema se probó con un sistema Vicon como referencia de posición y mostró una alta precisión de 0.2 m con una tasa de actualización de <10 Hz. Además, el sistema se integró en los copters FINken del SwarmLab y se evaluó en múltiples escenarios al aire libre. Estos escenarios mostraron la usabilidad genérica del enfoque, aunque no fue posible realizar una medición de precisión exacta.