Guiado y control autónomos de un vehículo aéreo cuatri-rotor para adquisición de imágenes de viñedos

• Rico Azagra, J. ^[1] ; Suanes Foncea, S. ^[1] ; Nájera Canal, S. ^[1] ; Gil-Martínez, M. ^[1]
  1. [1] Universidad de La Rioja

     Universidad de La Rioja

     Logroño, España

     
• Localización: Comunicaciones presentadas al XVII Congreso Internacional de Dirección e Ingeniería de Proyectos, celebrado en Logroño del 17 al 19 de julio de 2013, 2013, ISBN 978-84-616-6454-2, págs. 1621-1633
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Autonomous guidance and control of quad-rotor aerial vehicle for vineyard image acquisition
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    Este artículo presenta un sistema de guiado y control autónomos de un vehículo aéreono tripulado de cuatro rotores. La finalidad del robot será la captura periódica deimágenes de alta resolución del terreno agrícola, en particular cultivos de vid, alservicio de una agricultura de precisión. El empleo de tecnologías de bajo coste,permitirá una supervisión cercana y frecuente de los cultivos para gestionar sutratamiento más adecuado, lo que redundará en una mejor calidad del producto con unmenor impacto ambiental.La operación del sistema es jerárquica. Fijada la estrategia de vuelo, de acuerdo aposicionado geoespacial deseado, se generan las trayectorias para alcanzarprogresivamente las coordenadas objetivo con la máxima fiabilidad y rapidez.Internamente se controla la orientación de cuatri-rotor, lo cual regula la velocidad ysentido del desplazamiento en dos ejes, para seguir la trayectoria marcada sin superarlos límites de estabilidad de vuelo. Todo ello, exige primeramente la identificación demodelos matemáticos, sobre los que realizar pruebas de simulación, y en los que seapoya la teoría de control. El diseño de los controladores realimentados se realiza enel domino de la frecuencia. Los algoritmos de guiado y control se implementandigitalmente en un micro-controlador.

  • English

    This paper details the design of an autonomous system for the guidance and control ofan unmanned aerial vehicle of four rotors. The robot mission is the acquisition of highresolution images of farmland, vineyards in particular, devoted to a precisionagriculture. Using low-cost technologies, the crops can be monitored closely and moreoften to optimize field-level management, what improves the product quality with alower environmental impact.The system operation is hierarchical. Once scheduled the flight strategy according toGPS assignments, trajectories are generated to achieve progressively the target pointswith the maximum reliability and speed. The orientation of the aerial vehicle is innercontrolled, which regulates the speed and movement direction onto two axes,according to the marked path and without exceeding the limits of flight stability. All thisrequires firstly the identification of mathematical models, to perform simulation testsand to apply the control theory. Feedback controllers are designed in the frequencydomain. Guidance and control algorithms are implemented in a microcontroller device.