UAVs Autônomos Pousam em UGVs em Movimento e Recarregam sem GPS – Avanço para Busca e Resgate Remotos

Pesquisadores desenvolveram uma abordagem que permite a um veículo aéreo não tripulado (UAV) de asa rotativa pousar em um veículo terrestre não tripulado (UGV) em movimento, sem o auxílio de GPS, e recarregar antes de prosseguir para novas missões. Equipes de agentes aéreos e terrestres autônomos viabilizarão operações em ambientes de busca e resgate que são remotos ou perigosos demais para humanos, mas que frequentemente exigem infraestrutura extensiva de posicionamento e comunicação.

Função Crítica: Pouso Autônomo e Recarga

Uma função essencial dos UAVs é pousar autonomamente em veículos terrestres estáticos e em movimento, recarregar e decolar para realizar novas missões. Como o GPS é facilmente interrompido, os UAVs não poderão depender dele, devendo realizar esses comportamentos usando outras fontes, como visão embarcada.

Processamento Embarcado com Sensores de Baixo Custo

Os pesquisadores realizaram computações a bordo do veículo utilizando sensores e computadores de baixo custo. Além disso, não houve comunicação entre o UAV e o UGV. A equipe conduziu simulações software-in-the-loop e experimentos ao ar livre, demonstrando que o algoritmo é eficaz na execução de manobras de pouso. Usando um quadrotor pequeno, construído sob medida, e um UGV em velocidades de corrida, os pesquisadores experimentaram pousos.

Combinação de Comportamentos sem GPS e Comprovados Experimentalmente

O trabalho combina comportamentos em ambientes sem GPS com um comportamento experimentalmente comprovado. Utiliza localização baseada em visão com odometria visual-inercial, um marcador único no topo do veículo terrestre projetado para esta aplicação, e comportamentos e controle embarcados. Adicionalmente, esses comportamentos foram executados a bordo de um pequeno UAS com restrições computacionais significativas.

Marcador Personalizado para a Tarefa de Pouso

O marcador personalizado no topo do veículo terrestre é especificamente projetado para a tarefa de pouso. Ele contém marcadores menores dentro do marcador maior que ainda podem ser visualizados mesmo quando a câmera se aproxima do marcador. A abordagem pode reduzir a dependência do marcador fiducial no topo do veículo terrestre e substituí-lo por inteligência artificial que reconhece o veículo no qual deseja pousar.