Resumen

Este artículo aborda los problemas de generación y planificación de trayectorias de vuelo de referencia para vehículos aéreos no tripulados (UAV) cuadricópteros. La trayectoria de vuelo de referencia se define como la composición de funciones de trayectoria y movimiento. Ambas se generan utilizando funciones B-spline quínticas. Basándose en un enfoque de planitud diferencial, las restricciones dinámicas del cuadricóptero se satisfacen instantáneamente calculando los momentos aerodinámicos inducidos y la fuerza de sustentación. La trayectoria de vuelo de referencia óptima, con respecto a los requisitos de la misión y las restricciones impuestas, se alcanza manipulando los vectores de los puntos de control de las funciones B-spline mediante un método de optimización no lineal con restricciones. Los requisitos de la misión se definen como un conjunto de waypoints con sus respectivos horarios de vuelo programados. Se desarrolla una función de coste de energía mínima para minimizar la energía consumida y los esfuerzos inducidos por la trayectoria de vuelo de referencia. Para obtener el horario de sobrevuelo óptimo, se calculan los tiempos de sobrevuelo con respecto a las restricciones definidas y los criterios de rendimiento. Los resultados de la simulación numérica muestran la viabilidad y eficacia del método de optimización propuesto.

• Materias:Planificación de la producción Infraestructura de transportes Ingeniería del transporte Seguridad del transporte Planificación de ruta Capacidad de tráfico
• Subjects:Production planning Transport infrastructure Transport engineering Transport safety Path planning Traffic capacity
• Palabras claves:trayectoria de vuelo de referencia, requisitos de la misión, método de optimización, funciones spline, trayectoria de vuelo de referencia óptima, vehículo aéreo no tripulado cuadricóptero, generación de trayectoria de vuelo de referencia, horario de vuelo programado respectivo, resultados de simulación numérica, enfoque de planitud diferencial
• Keywords:reference flight trajectory, mission requirements, optimization method, spline functions, optimal reference flight trajectory, quadcopter unmanned aerial vehicle, reference flight trajectory generation, respective scheduled flight timetable, numerical simulation results, differential flatness approach