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Visual Servoing Usando Control por Modo Deslizante con Compensación Dinámica para el Seguimiento de Objetivos Móviles por UAVs

Autores: Carvajal, Christian P.; Andaluz, Víctor H.; Varela-Aldás, José; Roberti, Flavio; Del-Valle-Soto, Carolina; Carelli, Ricardo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Visual Servoing Usando Control por Modo Deslizante con Compensación Dinámica para el Seguimiento de Objetivos Móviles por UAVs


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Control de servoing visual basado en imágenes
Vehículos aéreos no tripulados
Controlador de modelo deslizante
Perturbaciones externas
Análisis de estabilidad
Pruebas experimentales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se presenta una estructura de Control Visual Basado en Imágenes (IBVS) para el seguimiento de objetivos por Vehículos Aéreos No Tripulados (UAV). El esquema contiene dos etapas. La primera es un controlador de modelo deslizante (SMC) que permite rastrear un objetivo con un UAV; la estrategia de control se diseña en función de la imagen. La estrategia de control SMC propuesta se utiliza comúnmente en sistemas de control que presentan altas no linealidades y que siempre están expuestos a perturbaciones externas; estas perturbaciones pueden ser causadas por condiciones ambientales o inducidas por la estimación de la posición y/o velocidad del objetivo a seguir. En la segunda instancia, se coloca un controlador para compensar la dinámica del UAV; este es un controlador que permite compensar los errores de velocidad que son producidos por los efectos dinámicos del UAV. Además, se presenta el análisis de estabilidad correspondiente del controlador de servo visual basado en modo deslizante y del control de compensación dinámica en modo deslizante. El esquema de control propuesto emplea la cinemática y dinámica del robot presentando un control en cascada basado en la misma estrategia de control. Para evaluar el esquema propuesto para el seguimiento de objetivos en movimiento, se realizan pruebas experimentales en un entorno de trabajo semi-estructurado con el robot aéreo tipo hexarotor. Para la detección y procesamiento de imágenes, se utiliza la biblioteca Opencv C++; los datos se publican en un tema de ROS a una frecuencia de 50 Hz. El controlador del robot se implementa en el software matemático Matlab.

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