Un algoritmo para la navegación celestial strapdown sin GNSS basada en visión asequible
Autores: Teague, Samuel; Chahl, Javaan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un algoritmo para la navegación celestial strapdown sin GNSS basada en visión asequible
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Navegación celestial
Sistema de imagen
Navegación global
Strapdown
Ardupilot
Bajo costo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La navegación celestial rara vez se ve en los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) modernos. El tamaño y el peso de un sistema de imagen estabilizado, y la falta de precisión, tienden a estar en desacuerdo con los requisitos operativos de la aeronave. No obstante, la navegación celestial es una de las pocas modalidades no emisivas que permite la navegación global sobre el océano por la noche en entornos donde el Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) está denegado. Este estudio demuestra una solución modular, de bajo costo y ligera de navegación celestial que se utiliza junto con Ardupilot ejecutándose en un Cube Orange para producir estimaciones de posición dentro de 4 km. Al realizar una órbita a través de una rotación completa de la dirección de la brújula y promediar la salida de posición, demostramos que los sesgos presentes en un sistema de imagen strapdown pueden ser anulados para mejorar drásticamente la estimación de posición. Además, se presenta un método iterativo que permite la alineación geométrica de la cámara con el Sistema de Referencia de Actitud y Dirección (AHRS) en vuelo sin una entrada de posición externa. El algoritmo se prueba utilizando datos de vuelo reales capturados de una aeronave de ala fija. Los resultados de este estudio ofrecen promesas para la aplicación de la navegación celestial de bajo costo como una modalidad de navegación redundante en drones asequibles y ligeros.
Descripción
La navegación celestial rara vez se ve en los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) modernos. El tamaño y el peso de un sistema de imagen estabilizado, y la falta de precisión, tienden a estar en desacuerdo con los requisitos operativos de la aeronave. No obstante, la navegación celestial es una de las pocas modalidades no emisivas que permite la navegación global sobre el océano por la noche en entornos donde el Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) está denegado. Este estudio demuestra una solución modular, de bajo costo y ligera de navegación celestial que se utiliza junto con Ardupilot ejecutándose en un Cube Orange para producir estimaciones de posición dentro de 4 km. Al realizar una órbita a través de una rotación completa de la dirección de la brújula y promediar la salida de posición, demostramos que los sesgos presentes en un sistema de imagen strapdown pueden ser anulados para mejorar drásticamente la estimación de posición. Además, se presenta un método iterativo que permite la alineación geométrica de la cámara con el Sistema de Referencia de Actitud y Dirección (AHRS) en vuelo sin una entrada de posición externa. El algoritmo se prueba utilizando datos de vuelo reales capturados de una aeronave de ala fija. Los resultados de este estudio ofrecen promesas para la aplicación de la navegación celestial de bajo costo como una modalidad de navegación redundante en drones asequibles y ligeros.