Gestión autónoma de misiones en UAV basada en visión artificial

Abstract

En el presente documento se tratan los conceptos teórico-prácticos para el diseño de un sistema de visión artificial capaz de detectar personas por medio de un UAV y tomar las acciones pertinentes en cada caso. El sistema se basa en la tecnología de vuelo Pixhawk, sobre la que se embarcará la controladora de vuelo Pixhawk, con el software de vuelo PX4. Además, se creará una misión preprogramada y elaborada con el software QGround, del proyecto Pixhawk. Durante la misión, el sistema de visión artificial para la detección de personas se ejecutará en una Raspberry Pi (ordenador de pequeñas dimensiones) y se embarcará al chasis del UAV. Además, se implementará un algoritmo con una lógica de vuelo que permita detectar elementos de interés que se encuentren dentro del ángulo de visión del UAV. Cuando un cuerpo humano se encuentre en el ángulo de visión del UAV, se deberá enviar una interrupción a la controladora de vuelo para aplicar las acciones pertinentes. Para comunicar la controladora de vuelo con los algoritmos de visión artificial y la lógica de vuelo, se implementará la comunicación entre los ordenadores Pixhawk y Raspberry Pi. En conclusión, el UAV será capaz de suspender la misión actual a partir de un evento de interés, después realizará acciones sobre la controladora de vuelo y por último será capaz de recuperar el estado de la misión inicial una vez terminada la interrupción por el elemento de interés.

This paper covers all theoretical and practical concepts about the design of an artificial vision system. The main reason of this artificial vision system is to detect people by a UAV and taking the pertinent actions in each case. The system is based on Pixhawk flight technology, with the onboard computer Pixhawk and the PX4 flight software controller. Also, the software to launch pre planned mission has been QGround, which is part of the Project Pixhawk. During the pre-planned mission, the artificial vision system will be executed over the component Raspberry Pi. This component is a small external onboard computer to compute all the data collected while the mission lasts. Besides, inside this computer an algorithm will be implemented by following a flight logic that allows detecting people who are within the UAV´s angle of vision. And due to this detection, the flight logic will determine which action the flight controller should take. To achieve this system works, will be necessary to implement the communication between the Raspberry Pi, which contains all the flight logic system and the artificial vision system, and the Pixhawk, which contains the PX4 flight software controller. This communication will give the Raspberry Pi the chance to interrupt the flight if needed. To sum up, the UAV will be able to suspend the current mission due to an interest event, execute an action over the flight controller and then recover the status of the initial mission once the interruption is over.