Un método de evasión de obstáculos dinámicos basado en datos para UAVs de protección de plantas que transportan líquidos
Autores: Ahmed, Shibbir; Qiu, Baijing; Kong, Chun-Wei; Xin, Huang; Ahmad, Fiaz; Lin, Jinlong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un método de evasión de obstáculos dinámicos basado en datos para UAVs de protección de plantas que transportan líquidos
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Rociadores autónomos UAV
Arquitectura de evitación de obstáculos
Tierras de cultivo
Datos de rociado de líquidos
Sistema de fusión de sensores
Agricultura de precisión.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Los UAV rociadores autónomos son una de las máquinas aéreas más utilizadas en la agricultura moderna. Durante las misiones de vuelo, aparecen obstáculos estrechos comunes en la zona de vuelo. Estos no son detectables desde imágenes de satélite y son uno de los mayores desafíos para los UAV rociadores autónomos en tierras de cultivo. Este trabajo introduce una arquitectura de evasión de obstáculos específicamente para UAV rociadores. Esta arquitectura tiene generalidad en el problema de los UAV rociadores y reduce la dependencia del mapeo global de tierras de cultivo. Este enfoque calcula la ruta de evasión basada en el sistema de fusión de sensores a bordo en tiempo real. Además, determina de forma autónoma la transición de varios estados de maniobra utilizando los datos actuales de líquido de pulverización y los datos dinámicos del UAV obtenidos mediante identificación de sistema fuera de línea. Este enfoque sigue con precisión la ruta de evasión para los sistemas de UAV rociadores de tiempo no lineal. Para verificar el rendimiento del enfoque, realizamos múltiples simulaciones con diferentes misiones de pulverización, y el método demostró una alta cobertura de pulverización de más del 98% al evitar con éxito todos los obstáculos verticales. También demostramos la adaptabilidad de nuestra arquitectura de control; la distancia segura entre el UAV y los obstáculos puede cambiarse especificando el valor de un parámetro de alto nivel en el controlador. El método propuesto agrega valor a la agricultura de precisión, reduce el tiempo de misión y maximiza la cobertura del área de pulverización.
Descripción
Los UAV rociadores autónomos son una de las máquinas aéreas más utilizadas en la agricultura moderna. Durante las misiones de vuelo, aparecen obstáculos estrechos comunes en la zona de vuelo. Estos no son detectables desde imágenes de satélite y son uno de los mayores desafíos para los UAV rociadores autónomos en tierras de cultivo. Este trabajo introduce una arquitectura de evasión de obstáculos específicamente para UAV rociadores. Esta arquitectura tiene generalidad en el problema de los UAV rociadores y reduce la dependencia del mapeo global de tierras de cultivo. Este enfoque calcula la ruta de evasión basada en el sistema de fusión de sensores a bordo en tiempo real. Además, determina de forma autónoma la transición de varios estados de maniobra utilizando los datos actuales de líquido de pulverización y los datos dinámicos del UAV obtenidos mediante identificación de sistema fuera de línea. Este enfoque sigue con precisión la ruta de evasión para los sistemas de UAV rociadores de tiempo no lineal. Para verificar el rendimiento del enfoque, realizamos múltiples simulaciones con diferentes misiones de pulverización, y el método demostró una alta cobertura de pulverización de más del 98% al evitar con éxito todos los obstáculos verticales. También demostramos la adaptabilidad de nuestra arquitectura de control; la distancia segura entre el UAV y los obstáculos puede cambiarse especificando el valor de un parámetro de alto nivel en el controlador. El método propuesto agrega valor a la agricultura de precisión, reduce el tiempo de misión y maximiza la cobertura del área de pulverización.