Navegación Autónoma Basada en Evitación de Obstáculos de un Sistema de Cuadricóptero
Autores: Alanezi, Mohammed A.; Haruna, Zaharuddeen; Sha"aban, Yusuf A.; Bouchekara, Houssem R. E. H.; Nahas, Mouaaz; Shahriar, Mohammad S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Navegación Autónoma Basada en Evitación de Obstáculos de un Sistema de Cuadricóptero
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Cuadricóptero
Gestión de ganado
Evitación de obstáculos
Navegación autónoma
Imagen
Video
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La gestión del ganado es un área emergente de aplicación del quadrotor, especialmente para monitorear, contar, detectar, reconocer y rastrear animales a través de imágenes o videos. La operación autónoma del quadrotor requiere el desarrollo de un esquema de evitación de obstáculos para evitar colisiones. Esta investigación desarrolla una navegación autónoma basada en la evitación de obstáculos de un quadrotor adecuado para aplicaciones al aire libre en la gestión del ganado. Se desarrolla un modelo de Simulink del UAV para lograr esto, y se miden sus rendimientos transitorios y en estado estacionario. Se diseñaron dos controladores PID basados en algoritmos genéticos para el control de altitud y actitud del quadrotor, y se aplicó un algoritmo de evitación de obstáculos para garantizar la navegación autónoma del quadrotor. Los resultados de la simulación muestran que el quadrotor vuela a la altitud deseada con un tiempo de asentamiento de 6.51 s, un sobreimpulso del 2.65% y un error en estado estacionario de 0.0011 m. Al mismo tiempo, el controlador de actitud registra un tiempo de asentamiento de 0.43 s, un sobreimpulso del 2.50% y un error en estado estacionario de cero. La implementación del esquema de evitación de obstáculos muestra que el umbral de distancia de 1 m es suficiente para la navegación autónoma del quadrotor. Por lo tanto, el método desarrollado es adecuado para gestionar ganado con el tamaño promedio de una oveja adulta.
Descripción
La gestión del ganado es un área emergente de aplicación del quadrotor, especialmente para monitorear, contar, detectar, reconocer y rastrear animales a través de imágenes o videos. La operación autónoma del quadrotor requiere el desarrollo de un esquema de evitación de obstáculos para evitar colisiones. Esta investigación desarrolla una navegación autónoma basada en la evitación de obstáculos de un quadrotor adecuado para aplicaciones al aire libre en la gestión del ganado. Se desarrolla un modelo de Simulink del UAV para lograr esto, y se miden sus rendimientos transitorios y en estado estacionario. Se diseñaron dos controladores PID basados en algoritmos genéticos para el control de altitud y actitud del quadrotor, y se aplicó un algoritmo de evitación de obstáculos para garantizar la navegación autónoma del quadrotor. Los resultados de la simulación muestran que el quadrotor vuela a la altitud deseada con un tiempo de asentamiento de 6.51 s, un sobreimpulso del 2.65% y un error en estado estacionario de 0.0011 m. Al mismo tiempo, el controlador de actitud registra un tiempo de asentamiento de 0.43 s, un sobreimpulso del 2.50% y un error en estado estacionario de cero. La implementación del esquema de evitación de obstáculos muestra que el umbral de distancia de 1 m es suficiente para la navegación autónoma del quadrotor. Por lo tanto, el método desarrollado es adecuado para gestionar ganado con el tamaño promedio de una oveja adulta.