Seguimiento Guiado por Visión y Aterrizaje de Emergencia para UAVs en Objetivos en Movimiento
Autores: Debele, Yisak; Shi, Ha-Young; Wondosen, Assefinew; Warku, Henok; Ku, Tae-Wan; Kang, Beom-Soo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Seguimiento Guiado por Visión y Aterrizaje de Emergencia para UAVs en Objetivos en Movimiento
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Basado en visión
Seguimiento adaptativo
Método de aterrizaje
Fallos en el sistema de propulsión
Maniobrabilidad
Aterrizaje de emergencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un método de seguimiento y aterrizaje adaptativo basado en visión para vehículos aéreos no tripulados (UAV) de múltiples rotores, diseñado para una recuperación segura en medio de fallos en el sistema de propulsión que reducen la maniobrabilidad y la capacidad de respuesta. El método aborda los desafíos planteados por perturbaciones externas como el viento y los movimientos ágiles de los objetivos, específicamente, al considerar las limitaciones de maniobrabilidad y control causadas por fallos en el sistema de propulsión. Basándonos en nuestra investigación previa sobre la detección y tolerancia de fallos en actuadores, nuestro enfoque emplea una técnica de guía de persecución pura adaptativa modificada con un parámetro de adaptación adicional para tener en cuenta la maniobrabilidad reducida, asegurando así un seguimiento seguro de objetos en movimiento. Además, presentamos una estrategia de aterrizaje adaptativa que se adapta a las desviaciones de seguimiento y minimiza los aterrizajes fuera de objetivo causados por errores de seguimiento laterales y respuestas retrasadas, utilizando un control de velocidad vertical dependiente del desplazamiento lateral. Nuestro sistema emplea detección de etiquetas basada en visión para determinar la posición del vehículo terrestre no tripulado (UGV) en relación con el UAV. Implementamos este sistema en un escenario de aterrizaje de emergencia a mitad de misión, que incluye el monitoreo de la salud de los actuadores durante aterrizajes de emergencia. Pruebas y simulaciones extensivas demuestran la efectividad de nuestro enfoque, avanzando significativamente en el desarrollo de métodos de seguimiento seguro y aterrizaje de emergencia para UAV con autoridad de control comprometida debido a fallos en los actuadores.
Descripción
Este documento presenta un método de seguimiento y aterrizaje adaptativo basado en visión para vehículos aéreos no tripulados (UAV) de múltiples rotores, diseñado para una recuperación segura en medio de fallos en el sistema de propulsión que reducen la maniobrabilidad y la capacidad de respuesta. El método aborda los desafíos planteados por perturbaciones externas como el viento y los movimientos ágiles de los objetivos, específicamente, al considerar las limitaciones de maniobrabilidad y control causadas por fallos en el sistema de propulsión. Basándonos en nuestra investigación previa sobre la detección y tolerancia de fallos en actuadores, nuestro enfoque emplea una técnica de guía de persecución pura adaptativa modificada con un parámetro de adaptación adicional para tener en cuenta la maniobrabilidad reducida, asegurando así un seguimiento seguro de objetos en movimiento. Además, presentamos una estrategia de aterrizaje adaptativa que se adapta a las desviaciones de seguimiento y minimiza los aterrizajes fuera de objetivo causados por errores de seguimiento laterales y respuestas retrasadas, utilizando un control de velocidad vertical dependiente del desplazamiento lateral. Nuestro sistema emplea detección de etiquetas basada en visión para determinar la posición del vehículo terrestre no tripulado (UGV) en relación con el UAV. Implementamos este sistema en un escenario de aterrizaje de emergencia a mitad de misión, que incluye el monitoreo de la salud de los actuadores durante aterrizajes de emergencia. Pruebas y simulaciones extensivas demuestran la efectividad de nuestro enfoque, avanzando significativamente en el desarrollo de métodos de seguimiento seguro y aterrizaje de emergencia para UAV con autoridad de control comprometida debido a fallos en los actuadores.