Resumen

Con los avances tecnológicos de la actualidad, sistemas como las aeronaves no tripuladas (UAV – Unmanned Aerial Vehicle) son de gran importancia para el progreso. Las aplicaciones que se pueden dar a un UAV son muy diversas, pueden ejecutar labores tan simples como ser un juguete hasta labores tan complejas como ejecutar misiones militares. Su utilización de forma individual resulta muy beneficiosa, pero sus capacidades pueden ser aumentadas haciendo uso de mas de un UAV. Para hacer uso de más de un UAV es muy importante conocer la posición relativa de cada uno por dos razones. La primera razón es que se puedan ejecutar las labores con precisión. La segunda razón es que se deben evitar colisiones. Las aplicaciones que se pueden dar a un grupo de UAVs son: vigilancia, exploración, rescate, transporte, control de incendios, militares, entre muchas otras. En este proyecto se llevó a cabo el diseño y la implementación de un sistema para el cálculo de la posición relativa entre un grupo de UAVs. El sistema fue denominado GALS – Group Autonomous Location System. Un sensor LiDAR 2D (Light Detection And Ranging) fue agregado a la estructura de los UAVs a utilizar. La posición relativa es calculada partiendo del análisis de imágenes de rango obtenidas con el sensor LiDAR. El análisis de las imágenes permite calcular la distancia y la dirección a las cuales se encuentran los UAV cercanos. Al mismo tiempo se obtienen los datos correspondientes a los obstáculos en el rango de operación del sensor. Los puntos que no corresponden a UAVs son considerados como posibles obstáculos. Los datos generados por GALS son reportados al software de control de vuelo del UAV. El usuario tiene la posibilidad de visualizar la información generada por GALS. La visualización se realiza a través de la interfaz gráfica de la estación base. Desde esta interfaz, el usuario tiene la posibilidad de configurar los diferentes parámetros del sistema como son: Configuración del sensor LiDAR; Modificación de límites de visualización; Calibración del sensor laser; Comenzar y detener la operación de GALS. El sensor LiDAR utilizado es pequeño y liviano, características importantes para equiparlo en un UAV. Su rango máximo es de 40 metros, lo que permite una amplia visualización el entorno. La precisión de los datos de rango generados permite a GALS detectar y ubicar UAVs en un rango entre 1 y 4 metros. Se realizaron pruebas al sistema ubicando UAVs en 12 posiciones del rango de detección. El error medio obtenido en distancia fue menor a 8cm y en angulo menor a 5 grados. El éxito en detección llego al 93%. La información generada por GALS es almacenada en forma de archivos de texto. La información contenida en los archivos de texto permite el análisis posterior al vuelo de los datos generados. También es posible el análisis posterior al vuelo del comportamiento del sistema ante las solicitudes del usuario. Finalmente, se obtuvo un grupo de 4 UAVs en la capacidad de detectar y localizar otros UAVs y obstáculos cercanos. Su ubicación relativa con respecto a su grupo y los objetos detectados son ahora parte de la información disponible en el sistema de control de vuelo.