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Diseño e implementación de una estrategia para planeación de trayectorias con evasión de obstáculos de un dron tipo Quadrotor utilizado en la caracterización de afloramientos geológicos
dc.contributor.advisor | Moncada Guayazan, Camilo Enrique | |
dc.contributor.advisor | Roa Prada, Sebastián | |
dc.contributor.author | Montes Monterrey, Fabiana Paola | |
dc.contributor.author | Mogollón Mendoza, Richard Leonardo | |
dc.coverage.spatial | Colombia | spa |
dc.date.accessioned | 2021-10-01T19:22:53Z | |
dc.date.available | 2021-10-01T19:22:53Z | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/20.500.12749/14494 | |
dc.description.abstract | Este proyecto de grado del programa ingeniería mecatrónica tiene como objetivo desarrollar un algoritmo de planeación de trayectorias que incluya la evasión de obstáculos de un dron tipo quadrotor que será utilizado para la exploración y caracterización de afloramientos geológicos. Estos afloramientos son rocas que se presentan desnudas de vegetación y en algunos casos tienen formas complejas con distintos tamaños, por lo cual un dron sería una herramienta indicada para el estudio de estos afloramientos. El proyecto de distribuye en dos fases, la primera la fase diseño donde se creó algoritmos de planeación de trayectorias en ambientes conocidos en dos etapas: se crea un modelo de campo de fuerza artificial (APF) para cada elemento en el ambiente usando funciones sigmoides, posteriormente se calculan las trayectorias utilizando estrategias basadas en descenso de gradiente. Se desarrollaron 2 estrategias, la primera basada en puntos móviles que interconectan el dron con la meta, donde posteriormente cada punto se mueve hacia zonas libres de la influencia de los obstáculos siguiendo el campo potencial, lo que hace que se encuentren caminos libres de obstáculos. El segundo se basa en el uso del concepto de zonas seguras, el cual se utiliza como criterio para actualizar la posición de los puntos. | spa |
dc.description.tableofcontents | Indice de figuras .................................................................................................. VII 1. Resumen ........................................................................................................ 10 2. Abstract .......................................................................................................... 11 3. Introducción ................................................................................................... 12 4. Antecedentes ................................................................................................. 13 5. Objetivos ........................................................................................................ 15 5.1. Objetivo general....................................................................................... 15 5.2. Objetivos específicos ............................................................................... 15 6. Metodología del proyecto ............................................................................... 16 7. Diseño de estrategias de planeación y evasión .............................................. 17 7.1. Planificación de Trayectorias ................................................................... 17 7.2. Tecnicas para la planeación y evasión .................................................... 18 7.3. Representación del entorno ..................................................................... 20 7.3.3. Representación en dos dimensiones .................................................... 21 7.3.4. Representación en tres dimensiones .................................................... 23 7.4. Planeación de trayectorias ....................................................................... 26 7.4.1. Gradiente descendente: ....................................................................... 26 7.4.2. Zona segura: ........................................................................................ 28 7.4.2.1. Algoritmo basado en la permanencia en la zona segura ................... 29 7.4.3. Puntos independientes moviles ............................................................ 35 7.4.3.1. Algoritmo basado en puntos independientes móviles ........................ 35 8. Componentes y ensamblado del sistema ....................................................... 43 8.1. Descripción funcional ............................................................................... 44 8.2. Selección de los componentes ................................................................ 45 8.3. Ensamble y distribución ........................................................................... 49 8.5. Protocolos de comunicación .................................................................... 52 8.6. Características de los sensores ............................................................... 53 9. Implementación y validación .......................................................................... 54 9.1. Calibración de los sensores ..................................................................... 54 9.4. Código implementado .............................................................................. 61 10. Recolección de datos .................................................................................. 64 10.1. Planeación de trayectorias ................................................................... 64 10.2. Evasión de obstáculos .......................................................................... 67 11. Conclusiones .............................................................................................. 69 12. Bibliografía .................................................................................................. 72 13. ANEXOS ..................................................................................................... 74 | spa |
dc.format.mimetype | application/pdf | spa |
dc.language.iso | spa | spa |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/ | * |
dc.title | Diseño e implementación de una estrategia para planeación de trayectorias con evasión de obstáculos de un dron tipo Quadrotor utilizado en la caracterización de afloramientos geológicos | spa |
dc.title.translated | Design and implementation of a strategy for planning trajectories with obstacle avoidance of a Quadrotor type drone used in the characterization of geological outcrops | spa |
dc.degree.name | Ingeniero Mecatrónico | spa |
dc.publisher.grantor | Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB | spa |
dc.rights.local | Abierto (Texto Completo) | spa |
dc.publisher.faculty | Facultad Ingeniería | spa |
dc.publisher.program | Pregrado Ingeniería Mecatrónica | spa |
dc.description.degreelevel | Pregrado | spa |
dc.type.driver | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis | |
dc.type.local | Trabajo de Grado | spa |
dc.type.coar | http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f | |
dc.subject.keywords | Mechatronic | spa |
dc.subject.keywords | Path | spa |
dc.subject.keywords | Obstacle | spa |
dc.subject.keywords | Design | spa |
dc.subject.keywords | Strategy | spa |
dc.subject.keywords | Automatic control | spa |
dc.subject.keywords | Remote control | spa |
dc.subject.keywords | Simulation methods | spa |
dc.subject.keywords | Mathematical models | spa |
dc.identifier.instname | instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB | spa |
dc.identifier.reponame | reponame:Repositorio Institucional UNAB | spa |
dc.type.hasversion | info:eu-repo/semantics/acceptedVersion | |
dc.rights.accessrights | info:eu-repo/semantics/openAccess | spa |
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dc.contributor.cvlac | Roa Prada, Sebastián [0000295523] | spa |
dc.contributor.cvlac | Moncada Guayazan, Camilo Enrique [0000062838] | spa |
dc.contributor.googlescholar | Roa Prada, Sebastián [es&oi=ao] | spa |
dc.contributor.orcid | Roa Prada, Sebastián [0000-0002-1079-9798] | spa |
dc.contributor.scopus | Roa Prada, Sebastián [24333336800] | spa |
dc.contributor.researchgate | Roa Prada, Sebastián [Sebastian-Roa-Prada] | spa |
dc.contributor.researchgate | Moncada Guayazan, Camilo Enrique [Camilo_Moncada_Guayazan2] | spa |
dc.subject.lemb | Mecatrónica | spa |
dc.subject.lemb | Control automático | spa |
dc.subject.lemb | Control remoto | spa |
dc.subject.lemb | Métodos de simulación | spa |
dc.subject.lemb | Modelos matemáticos | spa |
dc.identifier.repourl | repourl:https://repository.unab.edu.co | spa |
dc.description.abstractenglish | This degree project of the mechatronics engineering program aims to develop a trajectory planning algorithm that includes obstacle avoidance of a quadrotor drone that will be used for the exploration and characterization of geological outcrops. These outcrops are rocks that are bare of vegetation and in some cases have complex shapes with different sizes, which is why a drone would be an indicated tool for the study of these outcrops. The project is divided into two phases, the first the design phase where trajectory planning algorithms were created in known environments in two stages: an artificial force field (APF) model is created for each element in the environment using sigmoid functions, later the trajectories are calculated using strategies based on gradient descent. Two strategies were developed, the first based on mobile points that interconnect the drone with the goal, where each point subsequently moves towards areas free from the influence of obstacles following the potential field, which makes paths free of obstacles. The second is based on the use of the concept of safe zones, which is used as a criterion to update the position of the points. | spa |
dc.subject.proposal | Trayectoria | spa |
dc.subject.proposal | Obstáculo | spa |
dc.subject.proposal | Diseño | spa |
dc.subject.proposal | Estrategia | spa |
dc.subject.proposal | 2D - 3D | spa |
dc.type.redcol | http://purl.org/redcol/resource_type/TP | |
dc.rights.creativecommons | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia | * |
dc.coverage.campus | UNAB Campus Bucaramanga | spa |
dc.description.learningmodality | Modalidad Presencial | spa |
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