Evitación de zonas de interferencias aerodinámicas para UAVs usando Control Barrier Functions

Abstract

E n este trabajo se estudia en profundidad la teoría Control Barrier Function, y como su inclusión en el sistema de control de un UAV puede capacitarlo para el seguimiento de trayectorias libre de obstáculos configuradas de forma correctiva y en pleno vuelo. Desde el análisis matématico y el estudio de modificaciones para obstáculos de diferentes geometrías, hasta el estudio de la sobredimensión de los estos debidos a efectos aerodinámicos, pasando por multitud de ejemplos y ensayos en vuelo, este trabajo presenta una guía inicial y completa de la evitación de zonas de interferencias aerodinámicas usando Control Barrier Functions.

I n this thesis we study in depth the Control Barrier Function theory and how its inclusion in UAVs control systems can allow to follow free obstacles trajectories created in a corrective way and in plain flight. From the mathematical analysis and the study of modifications for different geometry obstacles, to the study of their oversize due to aerodynamic effects, going through multiple examples and flight tests, this work presents an initial and complete guide about avoiding aerodynamic interferences regions using Control Barrier Functions.