Navegación de UAV utilizando EKF-MonoSLAM asistido por mediciones de rango a la base
Autores: Munguia, Rodrigo; Trujillo, Juan-Carlos; Grau, Antoni
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Navegación de UAV utilizando EKF-MonoSLAM asistido por mediciones de rango a la base
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Perfeccionamiento innovador
Basado en ekf
Slam monocular
Actitud
Altitud
Rango a la base
Integración
Vehículos aéreos no tripulados
Uavs
Acumulación de errores
Consistencia del mapa
Navegación autónoma
Error de estimación
Análisis de observabilidad no lineal
Datos de rango
Marco slam
Evaluación del rendimiento
Experimentos virtuales
Datos de vuelo del mundo real
Precisión de estimación
Escenarios realistas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio presenta un refinamiento innovador al SLAM monocular basado en EKF al incorporar datos de actitud, altitud y distancia a la base para mejorar la observabilidad del sistema y minimizar la deriva. En particular, al utilizar una única medición de distancia relativa a un punto de referencia fijo, el método permite que los vehículos aéreos no tripulados (VANT) mitiguen la acumulación de errores, preserven la consistencia del mapa y operen de manera confiable en entornos sin GPS. Esta integración facilita la navegación autónoma sostenida con un error de estimación que permanece acotado a lo largo de trayectorias extendidas. La validación teórica se proporciona a través de un análisis de observabilidad no lineal, destacando los beneficios generales de integrar datos de distancia en el marco del SLAM. El rendimiento del sistema se evalúa a través de experimentos virtuales y datos de vuelo del mundo real. Los experimentos con datos reales confirman la relevancia práctica del enfoque y su capacidad para mejorar la precisión de la estimación en escenarios realistas.
Descripción
Este estudio presenta un refinamiento innovador al SLAM monocular basado en EKF al incorporar datos de actitud, altitud y distancia a la base para mejorar la observabilidad del sistema y minimizar la deriva. En particular, al utilizar una única medición de distancia relativa a un punto de referencia fijo, el método permite que los vehículos aéreos no tripulados (VANT) mitiguen la acumulación de errores, preserven la consistencia del mapa y operen de manera confiable en entornos sin GPS. Esta integración facilita la navegación autónoma sostenida con un error de estimación que permanece acotado a lo largo de trayectorias extendidas. La validación teórica se proporciona a través de un análisis de observabilidad no lineal, destacando los beneficios generales de integrar datos de distancia en el marco del SLAM. El rendimiento del sistema se evalúa a través de experimentos virtuales y datos de vuelo del mundo real. Los experimentos con datos reales confirman la relevancia práctica del enfoque y su capacidad para mejorar la precisión de la estimación en escenarios realistas.