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Un método de guía y control visual para el aterrizaje autónomo de un UAV quadrotor en un pequeño USV

Autores: Guo, Ziqing; Wang, Jianhua; Zheng, Xiang; Zhou, Yuhang; Zhang, Jiaqing

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Un método de guía y control visual para el aterrizaje autónomo de un UAV quadrotor en un pequeño USV


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Vehículos de superficie no tripulados
Vehículos aéreos no tripulados
Algoritmo de planificación de trayectoria de mínimo snap
Técnica basada en visión activada por eventos
Aterrizaje autónomo
Detección de marcadores fiduciales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los Vehículos Superficiales No Tripulados (USVs) se utilizan comúnmente como estaciones de acoplamiento móviles para los Vehículos Aéreos No Tripulados (UAVs) para garantizar capacidades operativas sostenidas. Las técnicas convencionales basadas en visión, que utilizan marcadores fiduciales colocados horizontalmente para el aterrizaje autónomo, no solo son susceptibles a interferencias por iluminación y sombras, sino que también están restringidas por el limitado Campo de Visión (FOV) del sistema visual. Este estudio propone un método que integra un algoritmo mejorado de planificación de trayectoria de mínimo salto con una técnica basada en visión activada por eventos para lograr un aterrizaje autónomo en un pequeño USV. El algoritmo de planificación de trayectoria asegura la suavidad de la trayectoria y controla las desviaciones de la ruta de vuelo objetivo, permitiendo que el UAV se acerque al USV a pesar del limitado FOV del sistema visual. Para evitar el contacto directo entre el UAV y el marcador fiducial, mientras se mitiga la interferencia de la iluminación y las sombras sobre el marcador, se diseña una plataforma de aterrizaje con un marcador fiducial colocado verticalmente para separar el área de aterrizaje del UAV de la región de detección del marcador fiducial. Además, se utiliza un mecanismo activado por eventos para limitar el ajuste excesivo del ángulo de guiñada del UAV, mejorando su eficiencia y estabilidad en el aterrizaje autónomo. Los experimentos realizados en entornos terrestres y fluviales demuestran que el UAV puede realizar con éxito un aterrizaje autónomo en un pequeño USV tanto en escenarios estacionarios como en movimiento.

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