Control de posición para un cuadricóptero basado en un sistema de realidad virtual

Abstract

Los sistemas de posicionamiento para los UAVs en aplicaciones en interiores, suelen presentar problemas con los sensores convencionales, por ejemplo, los sensores basados en marcos de referencia absolutos, con frecuencia introducen errores en las mediciones cuando hay cambios mínimos en la posición, o los sistemas de posición basados en cámaras de alta velocidad y sistemas servo visuales, computacionalmente tienen una carga alta y limitaciones en la calidad de la imagen, y generalmente son bastante costosos. Para contrarrestar esos problemas, por sus características, ha surgido un interés en el uso de sensores de realidad virtual para el control de posición en UAVs. Estos sensores son asequibles, tienen una alta exactitud y funcionan bien en condiciones de poca luz sin depender de redes de comunicación. Además, son resistentes a la interferencia de otros sensores y pueden rastrear múltiples puntos de referencia simultáneamente. El uso de sensores de realidad virtual como sistema de posicionamiento mejora significativamente el desempeño en el seguimiento de trayectorias de UAVs en entornos interiores, aumenta la seguridad y facilita la investigación, debido a su bajo costo. Este trabajo describe el procedimiento implementado para integrar la tecnología de realidad virtual en el control de un dron de software libre. Además, detalla las modificaciones realizadas al firmware del dron con el objetivo de adoptar esta tecnología mediante un nuevo diseño de controlador PID. Este controlador se aplicó para el seguimiento de trayectorias utilizando sensores de realidad virtual, y los resultados demuestran una reducción en el error de posición en comparación con el controlador PID en cascada diseñado por el fabricante del dron. (Texto tomado de la fuente).

Positioning systems for UAVs in indoor applications often face challenges with conventional sensors. For example, sensors based on absolute reference frames often introduce measurement errors when there are slight changes in position, and high-speed camera-based positioning systems with visual servos can have high computational overhead and limitations in image quality, generally making them quite costly. To counteract these issues, there has been a growing interest in using virtual reality sensors for position control in UAVs due to their characteristics. These sensors are affordable, highly accurate, and work well in low-light conditions without relying on communication networks. Additionally, they are resistant to interference from other sensors and can track multiple reference points simultaneously. The use of virtual reality sensors as a positioning system significantly improves UAV trajectory tracking performance in indoor environments, enhances safety, and facilitates research due to their low cost. This work describes the procedure implemented to integrate virtual reality technology into the control of an open-source drone. Additionally, it details the modifications made to the drone's firmware to adopt this technology through a new PID controller design. This controller was applied for trajectory tracking using virtual reality sensors, and the results show a reduction in position error compared to the cascaded PID controller designed by the drone manufacturer.