Logran hacer que los cuadricópteros sigan volando cuando les falla un motor

Como pasajeros ansiosos a menudo se sienten tranquilos, los aviones comerciales pueden continuar volando fácilmente incluso si uno de los motores deja de funcionar.

Pero para los drones con cuatro hélices, también conocidos como cuadricópteros, la falla de un motor es un problema mayor.

Con solo tres rotores funcionando, el dron pierde estabilidad e inevitablemente se estrella a menos que se establezca una estrategia de control de emergencia.

Investigadores de la Universidad de Zúrich y la Universidad Tecnológica de Delft ahora han encontrado una solución a este problema:

Muestran que la información de las cámaras a bordo se puede utilizar para estabilizar el dron y mantenerlo volando de forma autónoma después de que un rotor se apaga repentinamente.

“Cuando falla un rotor, el dron comienza a girar sobre sí mismo como una bailarina”, explica Davide Scaramuzza, jefe del Grupo de Robótica y Percepción en UZH y del gran desafío de Rescue Robotics en NCCR Robotics, que financió la investigación.

“Este movimiento de rotación de alta velocidad hace que los controladores estándar fallen a menos que el dron tenga acceso a mediciones de posición muy precisas“.

En otras palabras, una vez que comienza a girar, el dron ya no puede estimar su posición en el espacio y finalmente se estrella.

Una forma de solucionar este problema es proporcionar al dron una posición de referencia a través de GPS.

Pero hay muchos lugares donde las señales de GPS no están disponibles.

En su estudio, los investigadores resolvieron este problema por primera vez sin depender del GPS, sino que utilizaron información visual de diferentes tipos de cámaras a bordo.

Los investigadores equiparon sus cuadricópteros con dos tipos de cámaras: las estándar, que registran imágenes varias veces por segundo a una velocidad fija, y las cámaras de eventos, que se basan en pixeles independientes que solo se activan cuando detectan un cambio en la luz que llega a ellos.

El equipo de investigación desarrolló algoritmos que combinan información de los dos sensores y la utilizan para rastrear la posición del cuadrotor en relación con su entorno.

Esto permite que la computadora a bordo controle el dron mientras vuela, y gira, con solo tres rotores.

Los investigadores encontraron que ambos tipos de cámaras funcionan bien en condiciones normales de luz.

Sin embargo, cuando la iluminación disminuye, las cámaras estándar comienzan a experimentar un desenfoque de movimiento que finalmente desorienta el dron y lo bloquea, mientras que las cámaras de eventos también funcionan bien con muy poca luz, dice el primer autor Sihao Sun, un postdoctorado en el laboratorio de Scaramuzza.

El problema abordado por este estudio es relevante, porque los cuadricópteros se están generalizando y la falla del rotor puede causar accidentes.

Los investigadores creen que este trabajo puede mejorar la seguridad de los vuelos de cuatro rotores en todas las áreas donde la señal de GPS es débil o ausente.

Fuente: University of Zurich