Browsing by Author "Paz, Claudio"

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    Acoplamiento en la estimación de la orientación y la altura mediante filtro extendido de Kalman.
    (Universidad Tecnológica Nacional Regional Córdoba., 2016) Paz, Claudio; Pérez Paina, Gonzalo; Pucheta, Martín Alejo; Pucheta, Martín Alejo
    Los multicópteros han ganado gran popularidad en los últimos años por su capacidad de suspenderse en el aire manteniendo la posición, y de esta manera realizar tareas que antes requerían cos tosa infraestructura o simplemente no eran posibles, como la captura de imágenes desde grandes alturas, inspecciones de lugares peligrosos como los interiores de torres de centrales térmicas, represas, puentes, líneas de transmisión de energía eléctrica, etc. La posición del multicóptero en general es determinada por GPS o con algoritmos visuales. Sin embargo, el GPS tiene grandes errores en la estimación de la altura, y la estimación de posición relativa mediante odometría visual necesita asistencia de un sensor de altura para resolver el problema de escala. Para determinar la altura de un vehículo mediante un sonar o cualquier sensor de rango, es importante tener en cuenta la orientación del vehículo ya que al estar rígidamente vinculados, los cambios en la orientación hacen que el eje de sensibilidad del sensor detecte una distancia mayor de la que se encuentra al suelo realmente. Este error en la estimación de la altura no solo provocaría un error en la escala sino además produciría una posible pérdida de sustentación. Esto es muy común en multicópteros ya que para cambiar de posición, deben perder balance en elsentido que se espera el movimiento. En general, la orientación es tenida en cuenta en la estimación de altura con sonar, pero de una manera desacoplada, por un lado se determina la orientación y por otro la altura teniendo en cuenta la orientación ya calculada. En este trabajo se presenta un filtro de Kalman que acopla la orienta ción del vehículo con la medición de la distancia al suelo medida por un sensor de rango para determinar la altura. Se demuestra que utilizando el filtro acoplado se atenúa el ruido del sensor al mismo tiempo que se disminuye el error en la estimación de la altura. Se muestran resultados obtenidos en simulaciones y con data-sets públicos.
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    IMU-and exteroceptive sensor-based fusión for UAV control.
    (IEEE Xplore., 2017) Pérez Paina , Gonzalo; Pucheta , Martín Alejo; Paz, Claudio
    A quadrotor is an unmanned aerial vehicle (UAV) popular for its low-cost and broad range of applications, like in spection, surveillance, cinematographic filmation, among others. Most of these applications are easily performed if the quadrotor is able to flight autonomously, which can be achieved using a feedback control loop. In order to be close the loop, the UAV state has to be estimated using the information of the on-board sensors. This work presents an IMU- and exteroceptive sensor- based fusion approach for state estimation to be used in a quadrotor control loop. The presented results are based on simulations using a dynamic model of the quadrotor, in which the performed estimation is used as feedback vector instead of the model true output. These results show that the proposed estimation approach is accurate enough to control the quadrotor and perform typical paths, like a circle and a square path.
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    Trajectory planning for an unmanned quadrotor.
    (Universidad Tecnológica Nacional Regional Córdoba., 2016) Pucheta, Martín Alejo; Alberto, Nicolás; Paz, Claudio; Pérez Paina, Gonzalo
    . The quadrotor is an unmanned aerial vehicle (UAV) popular for its low-cost and broad range of application fields, inspection in harvesting environments, surveillance, cinematographic filmation, among others. Most of these applications are easily achieved if a set of predefined programmed trajecto ries or tasks are selected from a database of automatic tasks safety performed inside the limit cycle and compatible with actuators bounds. This paper presents two controllers that simultaneously coordinates the position and orientation motions of a quadrotor. The first controller is based on Euler angles and the second on quaternions. The equations of motion for the quadrotor are computed and simulated using Euler angles by means of a first-order reduction of the nonlinear Newton-Euler equations. This simulator of the plant is used to supply the observed state to simulate both controllers. The generation of trajec- tories with bounded derivatives on the velocities is used to provide continuous actions on the actuators and also prevent their saturation, enabling the minimization of trajectory tracking errors and reducing or avoiding the overshooting. Finally, the simulation for three kinematic tasks, a circle, a 8-shape, and a square trajectory are shown to test the controller behaviors and adjust their gains.