%0 Journal Article 
%A Martínez Tamargo, Luis Miguel
%T Design of a 2D monopulse system for assistance in autonomous drone landing

%D 2019
%U http://hdl.handle.net/10317/7969
%X Lossistemasdeposicionamientoglobalbasadosenconstelacionesdesatélites(GNSS), como el GPS, presentan una precisión habitual de unos pocos metros, lo cual es suficiente en multitud de aplicaciones y ha permitido su desarrollo comercial [1]. Sin embargo, presentanlimitacionesenentornosinteriores,dondenoalcanzalaseñaldelossatélites,y en aplicaciones que requieren mayor precisión. En el caso de aterrizaje autónomo de drones donde la plataforma tiene unas dimensiones limitadas, un error de precisión supone la pérdida del dispositivo por lo que es necesario obtener una precisión mayor de la que ofrece un GPS convencional. Si bien los dispositivos GPS comerciales disponibles para drones anuncian precisiones de hasta 0,5 metros, en la realidad raramente se puede obtener esa precisión. Para solventar este problema existen algunas alternativas, como los sistemas RTK (Real Time Kinematic), que también se basan en la señal emitida por la constelación de los satélites. Este tipo de sistemas presentan dos inconvenientes, por un lado son bastante caros, y por otro lado, para que funcionen requieren unas condiciones de visibilidad de los satélites que no siempre se pueden conseguir. Para abordar este problema, el presente trabajo fin de máster pretende desarrollar un sistema de aterrizaje autónomo de drones basado en la función monopulso [5] que permita usar hardware básico a la vez que consiga una precisión en el posicionamiento del orden de centímetros. El sistema tiene como premisas la simplicidad y el bajo coste utilizando hardware comercial y tecnología inalámbrica de uso común. Para ello se propone operar en la banda Wifi de 5GHz, utilizando un router comercial o un dispositivo versátil comounaRaspberryPiyantenasdepaneldirectivas[10],[11]paraconfigurarunsistema monopulso. El sistema estimará la localización del dron cuando se encuentre próximo a la plataforma de aterrizaje a partir de la conexión a una red Wifi, de la recepción del nivel de señal (RSSI, Received Signal Strength Indicator) y utilizando un algoritmo de posicionamiento basado en la dirección de llegada (DoA, también denominado ángulo de llegada, AoA) [6],[7]. La lectura de la RSSI se llevará a cabo mediante dos tarjetas embebidas a las cuales se les conecta una tarjeta wifi inalámbrica MiMo 2x2 [8] conectadas a las antenas monopulso directivas, cuyo diseño y configuración es el primer objetivo del proyecto.
Cada una de las tarjetas WiFiMiMo estimará la DoA del dispositivo en direcciones perpendiculares, mientras que el valor de un sonar incorporado en el dron nos indicará la coordenada en altura, consiguiendo de ese modo establecer la ubicación exacta del dron.
Para conseguir unas buenas prestaciones del sistema de localización, se requiere que lasantenasqueformanelsistemaradiantedelmonopulsopresentenidénticodiagramade radiación, con un ancho de haz directivo de entre 5-10o, operen a frecuencia Wifi en la banda de 5 GHz y presenten una configuración que permita direcciones de apuntamiento distintas, con una diferencia entre sus máximos de aproximadamente el ancho de haz de la antena. El cumplimiento de estas condiciones, junto con el uso de unas sencillas operaciones aritméticas de procesado digital monopulso, permitirá la obtención de una función de error de localización, a partir de la cual se estimará la dirección del objetivo a localizar.
%K Teoría de la Señal y las Comunicaciones
%K Telecomunicación
%K Telecommunications
%K 1203.21 Sistemas de Navegación y Telemetría del Espacio
%K 3325 Tecnología de las Telecomunicaciones
%~ GOEDOC, SUB GOETTINGEN