Desarrollo e implementación de una plataforma experimental para la consecución de tareas colaborativas mediante el uso de UAV autónomos

Programa Oficial de Doutoramento en Enxeñaría Industrial. 506V06[Resumo] O presente traballo céntrase en tratar de facilitar o desenvolvemente de estratexias de coordinación realistas e flexibles que permitan unha cooperación efectiva entre varios UAV para a realización dunha tarefa común. Para conseguilo proponse unha aproximación formada por unha metodoloxía e unha plataforma software. A metodoloxía proposta baséase en tres aspectos fundamentais: unha estructura normalizada e modular para o software, a independencia da estratexia de coordinación do hardware concreto e a incorporación de forma iterativa e progresiva da complexidade da realidade. A plataforma software desenvolta emprega a realidade mixta para permitir a implementación progresiva da estratexia de coordinación sobre os UAV reais. Coa finalidade de demostrar a utilidade da aproximación proposta desenvolveuse un exemplo da plataforma e implementouse sobre o mesmo unha aplicación de exemplo para a búsqueda dunha fonte de polución mediante o emprego de UAV autónomos instrumentados.[Resumen] El presente trabajo se centra en tratar de facilitar el desarrollo de estrategias de coordinación realistas y flexibles que permitan una cooperación efectiva entre varios UAV para la realización de una tarea común. Para conseguirlo se propone una aproximación formada por una metodología y una plataforma software. La metodología propuesta se basa en tres aspectos fundamentales: una estructura normalizada y modular para el software, la independencia de la estrategia de coordinación del hardware concreto y la incorporación de forma iterativa y progresiva de la complejidad de la realidad. La plataforma software desarrollada emplea la realidad mixta para permitir la implementación progresiva de la estrategia de coordinación sobre los UAV reales. Con la finalidad de demostrar la utilidad de la aproximación propuesta se ha desarrollado un ejemplo de la plataforma y se ha implementado sobre el mismo una aplicación de ejemplo para la búsqueda de una fuente de polución mediante el uso de UAV autónomos instrumentados.[Abstract] The present work focuses on trying to ease the development of realistic and flexible coordination strategies that allow effective cooperation between several UAVs to carry out a common task. To achieve this, we propose an approach formed by a methodology and a software platform. The proposed methodology is based on three fundamental foundations: a standardized and modular structure for software, the independence of the coordination strategy from the concrete hardware and the iterative and progressive incorporation of the complexity of reality. The software platform developed rely in mixed reality to allow the progressive implementation of the coordination strategy on real UAVs. In order to demonstrate the utility of the approach, an example of the platform has been developed and an example application for the search of a source of pollution through the use of autonomous instrumented UAVs has been implemented

Towards Precise Positioning and Movement of UAVs for Near-Wall Tasks in GNSS-Denied Environments

Abstract: UAVs often perform tasks that require flying close to walls or structures and in environments where a satellite-based location is not possible. Flying close to solid bodies implies a higher risk of collisions, thus requiring an increase in the precision of the measurement and control of the UAV’s position. The aerodynamic distortions generated by nearby walls or other objects are also relevant, making the control more complex and further placing demands on the positioning system. Performing wall-related tasks implies flying very close to the wall and, in some cases, even touching it. This work presents a Near-Wall Positioning System (NWPS) based on the combination of an Ultra-wideband (UWB) solution and LIDAR-based range finders. This NWPS has been developed and tested to allow precise positioning and orientation of a multirotor UAV relative to a wall when performing tasks near it. Specific position and orientation control hardware based on horizontal thrusters has also been designed, allowing the UAV to move smoothly and safely near walls.Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades; RTI2018-101114-B-I00), Xunta de Galicia; ED431C2017/12)

UAV Trajectory Management: Ardupilot Based Trajectory Management System

In this paper we explain the structure and development of a trajectory management system on board a UAV capable to achieve complex trajectories and versatile to adapt disturbances during flight. This system is built in Python and runs in a companion computer on board the UAV while maintains communication with a ground station over a radio link