Sistema de Detección y Evitación Basado en LiDAR para la Navegación de UAV en Corredores de UAM
Autores: Aldao, Enrique; González-de Santos, Luis M.; González-Jorge, Higinio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Sistema de Detección y Evitación Basado en LiDAR para la Navegación de UAV en Corredores de UAM
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Sistema de detección y evitación
Vehículos aéreos no tripulados
Movilidad aérea urbana
Sensor LiDAR
Trayectorias de evitación
Programa de cono de segundo orden
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, se presenta un sistema de Detección y Evitación para la navegación autónoma de Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) en aplicaciones de Movilidad Aérea Urbana (MAU). La implementación actual está diseñada para la operación de VANT multirrotor en corredores de MAU. Durante las operaciones, objetos voladores no autorizados pueden penetrar en el espacio aéreo del corredor, lo que representa un riesgo para la aeronave. En este artículo, se evaluó la viabilidad de utilizar un sensor LiDAR de estado sólido (Detección y Medición de Luz) para detectar y posicionar estos objetos. Para ello, se simuló un modelo comercial utilizando las especificaciones del fabricante junto con mediciones empíricas para determinar el patrón de escaneo del dispositivo. Con las nubes de puntos generadas por el sensor, el sistema detecta la presencia de intrusos y estima su movimiento para finalmente calcular trayectorias de evitación utilizando un Programa de Cono de Segundo Orden (SOCP) en tiempo real. El método se probó en diferentes escenarios, ofreciendo resultados robustos. Los tiempos de ejecución fueron del orden de 50 milisegundos, lo que permite la implementación en tiempo real en computadoras a bordo modernas.
Descripción
En este trabajo, se presenta un sistema de Detección y Evitación para la navegación autónoma de Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) en aplicaciones de Movilidad Aérea Urbana (MAU). La implementación actual está diseñada para la operación de VANT multirrotor en corredores de MAU. Durante las operaciones, objetos voladores no autorizados pueden penetrar en el espacio aéreo del corredor, lo que representa un riesgo para la aeronave. En este artículo, se evaluó la viabilidad de utilizar un sensor LiDAR de estado sólido (Detección y Medición de Luz) para detectar y posicionar estos objetos. Para ello, se simuló un modelo comercial utilizando las especificaciones del fabricante junto con mediciones empíricas para determinar el patrón de escaneo del dispositivo. Con las nubes de puntos generadas por el sensor, el sistema detecta la presencia de intrusos y estima su movimiento para finalmente calcular trayectorias de evitación utilizando un Programa de Cono de Segundo Orden (SOCP) en tiempo real. El método se probó en diferentes escenarios, ofreciendo resultados robustos. Los tiempos de ejecución fueron del orden de 50 milisegundos, lo que permite la implementación en tiempo real en computadoras a bordo modernas.