Generación de trayectorias para proporcionar cobertura exhaustiva a regiones poligonales mediante UAV

Abstract

[ES] El uso de los vehículos aéreos no tripulados (UAV) se ha incrementado de manera asombrosa en los últimos años. En la actualidad estas plataformas se emplean en infinidad de aplicaciones, tanto en el ámbito civil como en el industrial o militar. De entre todas ellas existe un conjunto de aplicaciones, tales como por ejemplo la fotogametría o la agricultura de precisión, cuyo objetivo es obtener cierto tipo de información de un área de estudio o interés. Este trabajo se basa en la búsqueda de la trayectoria que dicho vehículo deberá recorrer para cumplir satisfactoriamente este objetivo pero de una manera óptima, es decir, de acuerdo a un cierto criterio.

Esta Memoria comienza con una breve introducción que sitúa al lector en el contexto del problema que se pretende abordar. En el siguiente capítulo se plantea y formaliza el problema en cuestión, presentando la región de interés y los parámetros de la misión. El capítulo tercero es donde se encuentra desarrollada toda la metodología llevada a cabo para generar la trayectoria. Este capítulo se ha divido en dos secciones en función de si el área de interés es convexa o cóncava, ya que requieren de un tratamiento diferenciado. El método propuesto se ha puesto a prueba en el capítulo cuarto, en el que se toman dos terrenos reales arbitrarios y se comentan los resultados obtenidos. A modo de ampliación, se ha añadido un quinto capítulo en el que se analizan las implicaciones que tiene para la generación de la trayectoria la presencia de un viento estacionario y constante. Para finalizar, el último capítulo recoge las conclusiones alcanzadas con la realización de este trabajo, así como una serie de propuestas sobre la ampliación y mejora del mismo.

[EN] The use of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) has undergone a remarkable increase in the past few years. Nowadays, these platforms can be used in many different situations, not only in civilian fields, but also industrially or in the military. Amongst all of them, there are a few, such as photogrammetry and precision agriculture, that aim to gather some sort of information from an area of interest. This dissertation is based on the search of a path that a vehicle must follow in order to satisfy said objective in an optimal way, being compliant with a given criteria.

We begin with a brief introduction to get the reader in context regarding the problem that needs to be solved. The following chapter sets out and formalises the problem itself, presenting the area of interest and the mission parameters. The third chapter goes deep into the procedure required to generate the right path. This chapter has been divided into two sections, analysing the cases that have either a concave or a convex area, as they need to be treated differently. On chapter number four, the proposed method has been tested with two real but arbitrary terrains, discussing the results we have obtained. In order to go deeper, we find a fifth chapter that studies the several implications in the generation of the path that a stationary and constant wind in the studied area has. To summarise, the final chapter gathers up the conclusions we have reached along the development of this project, as well as a series of proposals in order to expand and improve it.