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Documentación del proyecto
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Descripción del proyecto
Diseño y construcción de un prototipo de estación automatizada para el acoplamiento de un dron multirrotor, su posicionamiento sobre una plataforma y el intercambio automático de su batería.
El proyecto integra diseño mecánico, electrónica, visión artificial, control de vuelo y mecanismos electromecánicos en un sistema mecatrónico orientado a reducir la intervención manual entre vuelos.
Desarrollo e integración
Aterrizaje autónomo mediante visión artificial
Implementación de un sistema de posicionamiento visual basado en OpenCV y marcadores ArUco para estimar la posición relativa del dron y guiar la fase final del aterrizaje.
Navegación y posicionamiento GPS
Integración de un módulo GPS con el controlador de vuelo para proporcionar información de posición y apoyar la navegación autónoma del dron durante las diferentes etapas de la misión.
Integración del sistema de vuelo
Integración de un controlador de vuelo Pixhawk 2.4.8 con ArduPilot y una arquitectura basada en ROS 2 y MAVROS para la comunicación, supervisión y control del sistema.
HMI y monitoreo remoto
Desarrollo e integración de una interfaz HMI para el monitoreo del estado del dron y de la estación, permitiendo visualizar información de vuelo, posicionamiento y estado del sistema durante las operaciones.
Diseño mecánico y fabricación
Diseño y construcción de la estructura de acoplamiento, plataforma de aterrizaje, mecanismos de centrado y componentes del sistema de intercambio automático de batería.
Accionamiento y control de mecanismos
Integración de motores paso a paso para accionar los mecanismos de centrado del dron y realizar el intercambio de batería.
Integración y pruebas
Integración de los subsistemas mecánicos, electrónicos y de software, seguida de pruebas de vuelo autónomo para evaluar el funcionamiento del sistema y la precisión del aterrizaje.
Arquitectura del sistema
GPS + Sensores → Pixhawk / ArduPilot → ROS 2 / MAVROS → HMI de monitoreo
Visión ArUco → Posicionamiento relativo → Control de aterrizaje → Estación de acoplamiento → Centrado → Intercambio de batería
El sistema combina navegación GPS para el desplazamiento del dron, posicionamiento visual mediante ArUco para la fase final de aproximación y una HMI para supervisar el estado de la misión y del sistema.
Una vez completado el aterrizaje, la estación ejecuta la secuencia de centrado y el intercambio automático de batería mediante mecanismos accionados por motores paso a paso.
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