Aterrizaje automático de un vehículo aéreo no tripulado basado en seguimiento de puntos de interés para superficies móviles

Abstract

El presente trabajo de investigación aborda un sistema para el aterrizaje automático de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) en una plataforma terrestre en movimiento, los algoritmos de control son implementados en una estación en tierra que se comunica de manera remota con el UAV, el sistema tiene como principal recurso la información visual proporcionada por una cámara a bordo del UAV. Las imágenes obtenidas son procesadas mediante la caracterización de imágenes donde se realiza la detección, descripción y emparejamiento de puntos de interés con el fin de discriminar la plataforma móvil y realizar el seguimiento de la misma. En el desarrollo del proyecto se realiza la comparación de tres de los algoritmos más conocidos en la caracterización de imágenes SIFT, SURF y ORB para determinar el de mejor desempeño en la aplicación, posteriormente se describe la propuesta de seguimiento visual de un objetivo mediante las trasformaciones geométricas aplicadas a la caracterización de fotogramas consecutivos con un ciclo de refrescamiento, logrando mayor exactitud en la localización del objetivo y disminución de las incertidumbres en la detección por cambios de visualización inter-fotograma y condiciones ambientales. Se realiza la estimación del modelo dinámico de movimiento del drone con base en la estimación de los parámetros de movimiento inter-fotograma obtenidos en post procesamiento para presentar finalmente la propuesta de seguimiento y aterrizaje automático en la plataforma móvil. El sistema ha sido sometido a pruebas experimentales en tres escenarios de diferentes características presentando un correcto desempeño a pesar de las perturbaciones del ambiente.