Un sistema de posicionamiento experimental de drones ultrasónico de bajo costo. Deja un comentario

Los espectáculos de drones se han convertido en una gran tendencia en los últimos años, con algunos shows que contienen miles de drones individuales. Estos espectáculos son extremadamente costosos, ya que los drones pueden costar fácilmente un par de miles de dólares cada uno. Una gran parte de la razón de su alto costo es sus sistemas de posicionamiento a bordo, que deben ser precisos dentro de un par de centímetros, mucho mejor de lo que el GPS convencional puede lograr. En busca de una opción más económica, James Bruton desarrolló este sistema experimental de posicionamiento de drones ultrasónico.

Como la mayoría de los sistemas de posicionamiento, esto se basa en la triangulación a través de mediciones de tiempo de vuelo. La triangulación te permite encontrar la posición, en un plano 2D, del Punto A midiendo su distancia a tanto el Punto B como el Punto C y conociendo la distancia entre el Punto B y el Punto C de antemano. Esto es un triángulo y conoces la longitud de cada lado (la distancia entre puntos), por lo que puedes calcular la posición del Punto A. El tiempo de vuelo es el tiempo que tarda una señal en viajar entre dos puntos. Cuando conoces la tasa de viaje de la señal (que es típicamente estadística o lo suficientemente precisa), puedes calcular la distancia simplemente midiendo el tiempo que tarda la señal en salir del Punto A y llegar al Punto B (o viceversa).

El diseño de Bruton aprovecha esos principios a través de sensores ultrasónicos simples y de bajo costo. Normalmente, estos miden el tiempo que tarda en emitir una señal y recibir el eco. Pero en este caso, Bruton separó los dos trabajos para que el sistema no requiera una superficie reflectante. Un sensor ultrasónico en un centro principal emite una señal, y otro sensor ultrasónico en el drone la recibe. Una matriz de LED infrarrojos ayuda a sincronizar los dos para una temporización precisa. Las placas Arduino Mega 2560 controlan los sensores ultrasónicos en ambos lados (el lado del centro y el lado del drone).

Con dos centros (Punto B y Punto C), el drone (Punto A) puede utilizar las mediciones de distancia ultrasónicas para triangular su propia posición en tiempo real. Esto funciona en 2D, pero un tercer centro permitiría la posición en 3D. Esto funcionó bien en las pruebas iniciales, pero fue susceptible a interferencias de los motores y rotores del drone. Bruton planea probar otra idea pronto, pero este sistema de posicionamiento ultrasónico funcionaría bien para otros tipos de vehículos que operan dentro de un área relativamente pequeña.