Control y simulación de drones con ROS

En este curso conocerás el procedimiento para obtener el modelo dinámico y cinemático de un cuatrirrotor.

También, aprenderás a diseñar un controlador para resolver el problema de seguimiento de trayectoria en el espacio 3D, considerando el modelo cinemático del dron.

Con el fin de mostrar el desempeño del controlador, te muestro paso a paso el procedimiento para programar un nodo de ROS que permita visualizar el dron, su trayectoria descrita y su trayectoria deseada utilizando el visualizador Rviz y el simulador Gazebo.

Brevemente, te muestro cómo personalizar tu dron usando el formato urdf.

Finalmente, te explico cómo abordar el problema de control de formación usando el esquema líder-seguidor, esto es, que un dron siga a otro.

Así mismo, te enseño a programar, en lenguaje C++ y en Python, el nodo correspondiente para que realices la simulación utilizando múltiples cuatrirrotores.

El contenido del curso se muestra a continuación:

Sección 1: Introducción al modelado de un cuatrirrotor

Obtener y entender el modelo matemático que describe a un cuatrirrotor.

- Definición de un cuatrirrotor.

- Modelo dinámico de un cuatrirrotor.

- Estrategias para controlar al sistema sub-actuado.

- Modelo cinemático de un cuatrirrotor.

Sección 2: Instalación de paquetes para utilizar un dron con ROS (Kinetic, Melodic y Noetic)

Instalar los paquetes de ROS necesarios para simular drones con ROS.

- Procedimiento para clonar los paquetes para simular el dron.

- Comandos básicos de ROS y funcionamiento del cuatrirrotor simulado en Gazebo.

- Personalización del dron simulado.

Sección 3: Diseño del controlador para el seguimiento de trayectoria en el espacio

Diseñar un controlador para resolver el problema de seguimiento de trayectoria usando el modelo cinemático del cuatrirrotor.

- Nodo para asignar entradas de control y obtener la postura del dron.

- Definición de las trayectorias deseadas.

- Diseño del controlador basado en el modelo cinemático.

- Nodo para resolver el problema de seguimiento de trayectoria.

- Código con el controlador para la visualización de las trayectorias en Rviz.

- Comparación y explicación de los scripts en Python.

Sección 4: Esquema de formación líder-seguidor (usando 2 o más drones)

Entender el esquema líder-seguidor y realizar las simulaciones en Gazebo con ROS y Rviz.

- Esquema líder-seguidor.

- Explicación del launcher para lanzar 2 drones en Gazebo.

- Nodo para que un cuatrirrotor siga a otro.

- Esquema líder-seguidor y visualización de las trayectorias en Rviz.