Evitación simultánea de obstáculos y aterrizaje autónomo robusto de un UAV en un vehículo en movimiento
Autores: Guo, Jinglong; Dong, Xin; Gao, Yang; Li, Daochun; Tu, Zhan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Evitación simultánea de obstáculos y aterrizaje autónomo robusto de un UAV en un vehículo en movimiento
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Esquema de aterrizaje autónomo
UAV de cuadricóptero
Detección de objetivo
Planificación de trayectoria
Control de aterrizaje
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Para los vehículos aéreos no tripulados (UAVs), aterrizar de manera robusta en un vehículo en movimiento es un desafío abierto, especialmente en entornos con obstáculos desconocidos. Esos factores ambientales no deseados podrían inducir colisiones y afectar significativamente la seguridad del vuelo. Actualmente, hay pocas soluciones para abordar este desafío. En este documento, proponemos un esquema sistemático de aterrizaje autónomo que permite un rendimiento de aterrizaje autónomo robusto de un UAV cuadricóptero. El esquema propuesto integra la detección de objetivos, la estimación de estado, la planificación de trayectorias y el control de aterrizaje. La información de posición y actitud del vehículo terrestre objetivo y del cuadricóptero de prueba se estima mediante el sistema de visión a bordo y el GPS. Para detectar marcadores de aterrizaje a diferentes altitudes, se implementa una plataforma de aterrizaje particular con un paquete de Apriltag. Como un sistema de cooperación aéreo-terrestre típico, el planificador de trayectorias del cuadricóptero se actualiza continuamente para evitar obstáculos a través de sensores en tiempo real y replanificación. Se utiliza una máquina de estados finitos para etiquetar el estado de vuelo actual y activar las leyes de control correspondientes. La efectividad del método propuesto se ha validado en un simulador de alta fidelidad con obstáculos ambientales.
Descripción
Para los vehículos aéreos no tripulados (UAVs), aterrizar de manera robusta en un vehículo en movimiento es un desafío abierto, especialmente en entornos con obstáculos desconocidos. Esos factores ambientales no deseados podrían inducir colisiones y afectar significativamente la seguridad del vuelo. Actualmente, hay pocas soluciones para abordar este desafío. En este documento, proponemos un esquema sistemático de aterrizaje autónomo que permite un rendimiento de aterrizaje autónomo robusto de un UAV cuadricóptero. El esquema propuesto integra la detección de objetivos, la estimación de estado, la planificación de trayectorias y el control de aterrizaje. La información de posición y actitud del vehículo terrestre objetivo y del cuadricóptero de prueba se estima mediante el sistema de visión a bordo y el GPS. Para detectar marcadores de aterrizaje a diferentes altitudes, se implementa una plataforma de aterrizaje particular con un paquete de Apriltag. Como un sistema de cooperación aéreo-terrestre típico, el planificador de trayectorias del cuadricóptero se actualiza continuamente para evitar obstáculos a través de sensores en tiempo real y replanificación. Se utiliza una máquina de estados finitos para etiquetar el estado de vuelo actual y activar las leyes de control correspondientes. La efectividad del método propuesto se ha validado en un simulador de alta fidelidad con obstáculos ambientales.