Un método basado en un cono de visión 3D para la navegación libre de colisiones de un UAV cuadricóptero entre obstáculos en movimiento
Autores: Ming, Zhenxing; Huang, Hailong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un método basado en un cono de visión 3D para la navegación libre de colisiones de un UAV cuadricóptero entre obstáculos en movimiento
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Algoritmos de navegación 3D
Obstáculos
Algoritmo de navegación reactiva
UAVs cuadcopter
Navegación libre de colisiones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En un futuro cercano, se espera que los vehículos aéreos no tripulados (VANT) se conviertan en sustitutos omnipresentes de los vehículos tripulados en el campo de la patrulla fronteriza, la entrega de paquetes, etc. Por lo tanto, muchos algoritmos de navegación tridimensional (3D) basados en diferentes técnicas, por ejemplo, control predictivo basado en modelo (MPC), campo potencial de navegación, control por modo deslizante y aprendizaje por refuerzo, han sido estudiados extensamente en los últimos años para ayudar a lograr una navegación sin colisiones. La gran mayoría de los algoritmos de navegación 3D funcionan bien cuando los obstáculos están espaciados de manera dispersa, pero fallan al enfrentar obstáculos agrupados, lo que representa una amenaza potencial para las operaciones de los VANT. En este artículo, se propone un algoritmo de navegación reactiva basado en un cono de visión 3D para permitir que pequeños VANT quadcopter busquen un camino a través de obstáculos 3D agrupados hacia el destino sin colisiones. El algoritmo propuesto se simula en MATLAB con diferentes configuraciones de obstáculos 3D para demostrar su viabilidad y se compara con otros dos algoritmos de navegación 3D existentes para exhibir su superioridad. Además, se introduce una versión modificada del algoritmo propuesto y se compara con el algoritmo inicialmente propuesto para sentar las bases para trabajos futuros.
Descripción
En un futuro cercano, se espera que los vehículos aéreos no tripulados (VANT) se conviertan en sustitutos omnipresentes de los vehículos tripulados en el campo de la patrulla fronteriza, la entrega de paquetes, etc. Por lo tanto, muchos algoritmos de navegación tridimensional (3D) basados en diferentes técnicas, por ejemplo, control predictivo basado en modelo (MPC), campo potencial de navegación, control por modo deslizante y aprendizaje por refuerzo, han sido estudiados extensamente en los últimos años para ayudar a lograr una navegación sin colisiones. La gran mayoría de los algoritmos de navegación 3D funcionan bien cuando los obstáculos están espaciados de manera dispersa, pero fallan al enfrentar obstáculos agrupados, lo que representa una amenaza potencial para las operaciones de los VANT. En este artículo, se propone un algoritmo de navegación reactiva basado en un cono de visión 3D para permitir que pequeños VANT quadcopter busquen un camino a través de obstáculos 3D agrupados hacia el destino sin colisiones. El algoritmo propuesto se simula en MATLAB con diferentes configuraciones de obstáculos 3D para demostrar su viabilidad y se compara con otros dos algoritmos de navegación 3D existentes para exhibir su superioridad. Además, se introduce una versión modificada del algoritmo propuesto y se compara con el algoritmo inicialmente propuesto para sentar las bases para trabajos futuros.