MUNILS: Una Plataforma de Simulación Multi-UAV Sincronizada en el Tiempo y Aislada del Tráfico Basada en Simuladores Físicos y de Red Integrados
Autores: Lee, Sangyoon; Yu, Geonwoo; Lee, Dongwook; Lee, Woonghee
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
MUNILS: Una Plataforma de Simulación Multi-UAV Sincronizada en el Tiempo y Aislada del Tráfico Basada en Simuladores Físicos y de Red Integrados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Avances
Vehículo aéreo no tripulado
Plataforma de simulación
Integración de red
Sincronización de tiempo
Operaciones en enjambre
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los avances recientes en simuladores de física de vehículos aéreos no tripulados (UAV), firmware de control de vuelo y virtualización de redes han sido sustanciales. Sin embargo, operar estos sistemas de manera independiente no captura la dinámica compleja de las redes de múltiples UAV en el mundo real, comprometiendo así la fiabilidad de la simulación. Para abordar esto, proponemos la plataforma de Simulación de Red de Múltiples UAV en el Bucle (MUNILS), que integra sin problemas el motor de física Gazebo, el controlador de vuelo PX4 y el simulador de red ns-3 a través del middleware Robot Operating System 2 (ROS2). Específicamente, MUNILS aprovecha el Servicio de Distribución de Datos para Entornos Micro Extremadamente Constrainados (XRCE-DDS) para el puenteo de datos de alta velocidad y emplea espacios de nombres de red de Linux para imponer aislamiento de tráfico y enrutamiento exclusivamente a través de ns-3. Crucialmente, introducimos un mecanismo preciso de sincronización de tiempo en capas cruzadas que abarca los dominios físico, de control y de red para resolver las discrepancias de reloj inherentes entre estos simuladores heterogéneos. Las evaluaciones experimentales confirman que MUNILS logra un estricto aislamiento de tráfico, un control de vuelo en bucle cerrado escalable y una sincronización de tiempo altamente precisa en todos los módulos integrados (Gazebo, ns-3, ROS2 y PX4) sin deriva acumulativa del reloj, proporcionando así un entorno de verificación altamente fiable para operaciones de enjambre a gran escala en una sola máquina.
Descripción
Los avances recientes en simuladores de física de vehículos aéreos no tripulados (UAV), firmware de control de vuelo y virtualización de redes han sido sustanciales. Sin embargo, operar estos sistemas de manera independiente no captura la dinámica compleja de las redes de múltiples UAV en el mundo real, comprometiendo así la fiabilidad de la simulación. Para abordar esto, proponemos la plataforma de Simulación de Red de Múltiples UAV en el Bucle (MUNILS), que integra sin problemas el motor de física Gazebo, el controlador de vuelo PX4 y el simulador de red ns-3 a través del middleware Robot Operating System 2 (ROS2). Específicamente, MUNILS aprovecha el Servicio de Distribución de Datos para Entornos Micro Extremadamente Constrainados (XRCE-DDS) para el puenteo de datos de alta velocidad y emplea espacios de nombres de red de Linux para imponer aislamiento de tráfico y enrutamiento exclusivamente a través de ns-3. Crucialmente, introducimos un mecanismo preciso de sincronización de tiempo en capas cruzadas que abarca los dominios físico, de control y de red para resolver las discrepancias de reloj inherentes entre estos simuladores heterogéneos. Las evaluaciones experimentales confirman que MUNILS logra un estricto aislamiento de tráfico, un control de vuelo en bucle cerrado escalable y una sincronización de tiempo altamente precisa en todos los módulos integrados (Gazebo, ns-3, ROS2 y PX4) sin deriva acumulativa del reloj, proporcionando así un entorno de verificación altamente fiable para operaciones de enjambre a gran escala en una sola máquina.