Reporte Cientíﬁco Pedro Castillo García - umi.cinvestav.mxumi.cinvestav.mx/Portals/UMI_LAB/SiteDocs/Doctorado SANAS/Anexos… · – Participación al concurso universitario de

Reporte Científico

Pedro Castillo García

1. Curriculum vitae

2. Formación de recursos humanos

3. Participación en proyectos de investigación

4. Reporte de actividades de investigación

5. Lista de publicaciones

1

1 Curriculum Vitae

Pedro Castillo García

Doctor en Control de SistemasMaestro en Ciencias en Ingeniería Eléctrica e

Ingeniero Electromecánico

Dirección personal : Dirección profesional :

2 TER Av. Chemin du Fer, Appt. 32E Laboratorio HeuDiaSyc UMR CNRS 659960200 Compiègne, Francia UTC - BP 20529Tel : +33 3 44 85 76 18 60205 Compiègne

Tel : +33 3 64 47 53 74Fecha de Nacimiento : 08 janvier 1975 Fax : +33 3 44 23 44 77Lugar de Nacimiento : Morelos, México E-mail : [email protected] : Mexicana Web : http://www.hds.utc.fr/∼castillo

Estado civil : Soltero

Premios

- Premio a la mejor tesis de Automática del Club EEA 2005 (http ://www.clubeea.org/), Fran-cia.

Situación actual :

Investigador CNRS (Centro Nacional de Investigación Científica) en el Laboratorio Heudiasyc-UMR 6599, de la Universidad Tecnológica de Compiègne, Francia.

Becas

1997 - 1999 CONACYT (Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología). Estudios deMaestría, CINVESTAV-IPN, México.

2000 - 2003 CONACYT-SFERE (Sociedad Francesa de Exportación de RecursosEducativos). Estudios de doctorado, Heudiasyc-UTC, France.

Estudios y Diplomas

2003 – 2005 Profesor–investigador a tiempo parcial (ATER), en la UniversidadTecnológica de Compiègne, Francia.

Oct. 2000 - Mar. 2004 Doctorado en la Universidad Tecnológica de Compiègne.Especialidad : Control de Sistemas.Director de tesis : Rogelio Lozano, Director de Investigación en elCNRS en la UTC.Título de la tesis : “Modelado y control de un mini helicóptero concuatro rotores”.Fecha de examen : 08 marzo 2004.

Sept. 1997 - Junio 2000 Maestría en Ciencias en Ingeniería Eléctrica.Especialidad : Control AutomáticoTítulo tesis : “Arquitectura para controlar sistemas electromecánicosutilizando visión por computadora”.Lugar : CINVESTAV (Centro de Investigación y de Estudios Avan-zados del IPN), D.F., México.

1992 - 1995 Ingeniero Electromecánico,Instituto Tecnológico de Zacatepec, Morelos, México.

Áreas de interés

– Control no lineal– Sistemas mecánicos sub-actuados– Vehículos aéreos y robots manipuladores– Visión– Tiempo real– Sistemas empotrados

1. P. CASTILLO GARCÍA - Curriculum Vitae

Estancias de Investigación

Julio – Sept 2011 CINVESTAV - LAFMIA UMI 3175Mexico, D. F.

Marzo 2011 Departamento de Ingeniería de Sistemas y de Automática (ISA), Uni-versidad Politécnica de Valencia, España.

Noviembre 2010 Universidad de Sydney, AustraliaColaboración con K.C.Wong sobre el modelado y control de un vehí-culo que despega verticalmente

Julio – Agosto 201 CINVESTAV - LAFMIA UMI 3175Mexico, D. F.

Noviembre 2009 Departamento de Ingeniería de Sistemas y de Automática (ISA), Uni-versidad Politécnica de Valencia, España.

Agosto – Sept. 2008 LAFMIA UMI 3175Mexico, D. F.

Noviembre 2007 Universidad de Sydney, AustraliaProyecto : Modelado y control de un vehículo aéreo que despegaverticalmente

Mayo 2005 – Dic. 2005 Post-doctorado en la Universidad Politécnica de ValenciaResponsable del proyecto : P. AlbertosLugar : Valencia, España.

Enero – Abril 2005 Post-doctorado en Massachusetts Institute of Technology - MITResponsable del proyecto : A. AnnaswamyLugar : Cambridge, MA, U.S.A.

Agosto – Sept. 2004 Estancia Post-doctoral en el CINVESTAV-IPN (Centro de Investi-gación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional),Departamento de Control Automático.Proyecto : Control de una grúa con tres grados de libertad.Responsable del proyecto : Joaquín Collado.Lugar : México, D.F., México.

Abril – Junio 2004 Post-doctorado en la Universidad de Sydney,Departamento de Aeronáutica.Proyecto : T-WING.Responsable del proyecto : Dr. Huge Stone.Lugar : Sydney, Australia.

Mar. – Abril 2002 Estancia doctoral en la Universidad Politécnica de Valencia.Projet : NACO2. Responsable : P. Albertos. Lugar : Valencia, España.


Responsabilidades científicas

– Examinador de CONACYT de becas al extranjero y proyectos científicos.

– Responsable de la parte de control empotrado de la red DIRISOFT desde 2009.

– Co-responsable del proyecto CARNOT UTC SIRENE (2010-2012).

– Miembro del consejo científico del Laboratorio Heudiasyc desde 2008.

– Responsable de la organización de seminarios en el tema de investigación ASER (Automatique,Systèmes Embarqués et Robotique) desde octubre 2005 y responsable del curso SIT55 desdeoctubre 2008 en la maestria del laboratorio Heudiasyc, en Francia.

– Co-responsable de la organización de la ‘journée heudiasyc’ (día en el cual los estudiantespresentan sus actividades de investigación) realizada el 08 de septiembre 2006.

– Participación a diferentes proyectos científicos de investigación nacionales e internacionales.

– Revisor desde hace algunos años de artículos para los congresos internacionales : IEEE Confe-rence on Decision and Control (CDC), European Control Conference (ECC), InternationalConference on Robotics and Automation (ICRA), Conférence Internationale Francophoned’Automatique (CIFA), Intelligent Robots and Systems (IROS), American Control Conference(ACC).

– Revisor para las revistas internacionales : IEEE Transactions on Control Systems Technology(IEEE-CST), International Journal of Control (IJC), Revista Iberoamericana de Automáticae Informática Industrial (RIAI), Journal of Guidance, Control, and Dynamics (AIAA-JGC),Chinese Journal of Aeronautics, Optimal Control, Applications and Methods, IEEE Transac-tions on Robotics.

– Participación a 7 jurados de tesis de doctorado.

– Conferencia magistral en el Simposio Iberoamericano Multidisciplinario de Ciencias e Inge-nierías del 21-23 de septiembre en Pachuca, Hidalgo, Mexico. Titulo de la presentación :"Modelado y control de mini helicópteros : Teoría y aplicación".

– Mini-curso en “Control non lineal de vehículos aéreos”, agosto 2006, en la Universidad Autó-noma de Pachuca, en Hidalgo, México.

– Invitación a dar una conferencia en la Universidad Autónoma de Tamaulipas, en México.Titulo de la conferencia : “Modelado y control de un quadri-rotor”, Septiembre 2006.

– Rapporteur (examinador) de 3 tesis de doctorado al extranjero (Australia, España)

Dirección de tesis

– Co-dirección de 5 estudiantes de doctorado sobre el control de vehículos autónomos.

– 3 estudiantes de maestria sobre el control y localización de drones.

– 13 estudiantes de ingeniería en proyectos de fin de carrera, sobre temas relacionados al mode-lado matemático, al control de helicópteros y a la realización de plataformas experimentales.


Docencia

– Nov. 2008- 2011. Control y observación de sistemas en tiempo real empotradas (COSTE),curso de maestria, 6h por año. Universidad Tecnológica de Compiègne, Francia.

– Oct 2011 - Enero 2012. LA22 - Español en la Universidad Tecnológica de Compiegne, Francia.

– Oct. - Nov. (2005-2007). Control de sistemas no lineales, curso de DEA (maestria), 10h poraño. Universidad Tecnológica de Compiègne, Francia.

– Oct.2008 - Dec 2009. Probabilidad y Estadística, curso de licenciatura, 2h por semana. EscuelaSuperior de Comercio de Compiègne, Francia.

– Sept. 2003 - Junio 2005. NF16 - Algoritmos y estructuras de datos, LO01 - Bases de laprogramación y TX00 - Estudio experimental. Cursos ingeniería, 144h por año. UniversidadTecnológica de Compiègne, Francia.

Divulgación de la cultura científica

– Difusión de nuestro trabajo de investigación sobre los vehículos aéreos en el canal televisivofrances FRANCE 3. Temática televisiva : Pasión por la investigación.

– Participación en diversas manifestaciones científicas como : Portes ouvertes, Journee Federa-tion SHIC sobre el tema Transporte y Movilidad, semana de la region de Picardie, etc.

– Participación anual a la ‘fete de la science’ desde el 2002 en la Universidad Tecnológica deCompiègne, Francia. Esta fiesta tiene como objetivo presentar los trabajos de investigaciónde los diferentes laboratorios a la sociedad. Es una feria científica en toda Francia y todos lasuniversidades participan. Nuestra participación fue en un stand, mostrando la investigaciónrealizada sobre el control de mini helicópteros.

– Participación al concurso universitario de drones organizado por la ONERA-DGA (2005-2009). Este concurso tenia como objetivo presentar un drone (semi)autónomo y realizar dife-rentes misiones especificas.

– Difusión de nuestros trabajos de investigación sobre el control de un helicóptero con cuatromotores en el periódico New York Times (jueves 8 agosto 2002) y en la television FR3 el 13de octubre 2002.

Publicaciones

– 1 libro (Springer-Verlag) : Modelling and control of mini flying machines. 2005,ISBN : 1-85233-957-8.

– 16 publicaciones en revistas internacionales.

– 9 capítulos de libro .

– 31 publicaciones en congresos internacionales con comité de lectura.

Idiomas

– Español– Frances– Inglés


2 Formación de recursos humanos

Post - Doctorado

1. Jose Alfredo Guerrero Mata. Proyecto : SIRENE- Supervision aerienne coordonnee etsécurisée. Fechas : 1o de abril 2010 - 31 marzo 2011.

Doctorado

1. Elie Kahale (co-dirección con Yasmina Bestaoui)- Universidad de Evry, Laboratorio IBISC,Francia. Titulo de la tesis : Planificación y control de una plataforma aérea dedicada a lasupervision de obras de arte. Inicio : Septiembre 2010.

2. Alexandru Brezoescu (co-dirección con Rogelio Lozano), laboratorio Heudiasyc, Francia.Titulo de la tesis : Navegación de un avion miniatura de vigilancia aérea en presencia deviento. Inicio : Septiembre 2010.

3. Laura E. Muñoz Hernández (co-dirección con Isabelle Fantoni), Laboratorio Heudiasyc,Francia. Titulo de la tesis : Estabilización y control de un UAV en presencia de ráfagas deviento. Inicio : Febrero 2009.

4. Ernesto Gómez Balderas (co-dirección con Rogelio Lozano), Laboratorio Heudiasyc, Fran-cia. Titulo de la tesis : Localización de vehículos aéreos autónomos utilizando la visionestereoscópica. Fecha examen de grado : 28 de noviembre 2011.

5. Guillaume Sanahuja (co-dirección con Isabelle Fantoni), Laboratorio Heudiasyc, Francia.Titulo de la tesis : Control de vehículos aéreos utilizando la vision. Fecha examen de grado :29 de enero 2009.

Maestria

1. Alenxandru Bogdan, Lab. Heudiasyc, Francia. Proyecto : Estabilización de un cuadrirotor.Febrero - Agosto 2011.

2. Alexandru Brezoescu, Lab. Heudiasyc, Francia. Proyecto : Seguimiento de un muro utili-zando un helicóptero con cuatro motores. Enero-Agosto 2010.

3. Raluca Diaconu, Lab. Heudiasyc, Francia. Proyecto : Localización de un drone utilizandoseñales de radio. Enero-Agosto 2008

Ingeniería - Proyectos de fin de carrera

1. Gloria Eliuth Flores Soto, Instituto Tecnológico de Zacatepec, Mexico. Proyecto : Locali-zación de un helicóptero utilizando mediciones GPS. Enero - Julio 2011.

2. Andreea Ilie, Universidad de Craiova, Rumania. Proyecto : Modelado de un avion enpresencia de viento. Marzo - Mayo 2011.

3. Ramona Piturca, Universidad de Craiova, Rumania. Proyecto : Comunicación inalámbricaentre una estación base y un drone. Marzo - Mayo 2011.

4. Christian Champion, Instituto Tecnológico de Zacatepec, Mexico. Proyecto : Desarrollode un sistema empotrado para un avion de tipo PVTOL. Septiembre - Enero 2011.

5. Alenxandru Bogdan, Universidad de Craiova, Rumania. Proyecto : Control en formaciónde UAVs. Marzo - Mayo 2010.

6. Adrian Partearroyo, Instituto Tecnológico de Zacatepec, Mexico. Proyecto : Concepcióny desarrollo de un drone con cuatro motores. Enero - Agosto 2009.

7. Pedro Medina, Instituto Tecnológico de Zacatepec, Morelos, Mexico. Practicas profesio-nales y proyecto de tesis para titularse. Estancia de investigación realizada en el Labora-torio Heudiasyc, en Francia. Título del proyecto : Concepción y desarrollo de una tarjetaelectrónica para la localización de un drone. Septiembre 2008 - Febrero 2009.

8. Angel Palma, Instituto Tecnológico de Zacatepec, Morelos, Mexico. Practicas profesionalesy proyecto de tesis para titularse. Estancia de investigación realizada en el LaboratorioHeudiasyc, en Francia. Título del proyecto : Concepción y desarrollo de una tarjeta elec-trónica para la navegación de un drone. Septiembre 2008 - Febrero 2009.

9. Sharaku Gil Koshishi, Instituto Tecnológico de Zacatepec, Morelos, Mexico. Practicasprofesionales y proyecto de tesis para titularse. Estancia de investigación realizada en elLaboratorio Heudiasyc, en Francia. Título del proyecto : Concepción y desarrollo de unaplataforma sub-actuada. Septiembre 2008 - Febrero 2009.

10. Eduardo Campos, Instituto Tecnológico de Zacatepec, Morelos, Mexico. Practicas pro-fesionales y proyecto de tesis para titularse. Estancia de investigación realizada en elLaboratorio Heudiasyc, en Francia. Título del proyecto : Desarrollo de una plataforma decontrol utilizando el flujo óptico. Septiembre 2007 - Febrero 2008.

11. José Miguel Muñoz, Instituto Tecnológico de Zacatepec, Morelos, Mexico. Practicas pro-fesionales y proyecto de tesis para titularse. Estancia de investigación realizada en elLaboratorio Heudiasyc, en Francia. Título del proyecto : Desarrollo de una plataformautilizando la visión por computadora para controlar el avión de tipo PVTOL. Enero -Junio 2007.

12. Oana Serban, Universidad de Craiova, Rumania. Estancia de proyecto de fin de carrera enel Laboratorio Heudiasyc, Francia. Título del proyecto : Modelado de vehículos submarinos.Marzo - Mayo 2007.

13. Dan Birtu, Andreea Minulescu, Universidad de Craiova, Rumania. Estancia de proyectode fin de carrera en el Laboratorio Heudiasyc, Francia. Título del proyecto : Control deun vehículo aéreo que despega verticalmente. Marzo - Mayo 2006


Rapporteur (examinador) de tesis de doctorado

1. Peter Anderson, Universidad de Sydney, Australia. “Model predictive control for a Tail-Sitter UAV ”, Julio 2008.

2. Pedro Garcia Gil, Universidad Politécnica de Valencia, en España. Título de la tesis :“Sistemas dinámicos con retardos temporales : Contribución al desarrollo de predictoresrobustos para el control de sistemas inestables”, Enero 2007.

3. Ignacio Peñarrocha Alos, Universidad Politécnica de Valencia, en España. Título de latesis : “Sensores virtuales para procesos con medidas escasas y retardos temporales”. Junio2006.

Participación en jurados de tesis de doctorado

1. José Luis Rullan Lara, 12 diciembre 2011, Laboratorio Heudiasyc. Titulo de la tesis :Conception et implantation embarquée d’un système de localisation en utilisant les signauxradio pour la stabilisation d’un minidrone.

2. Duc Anh Ta, 8 diciembre 2011, Laboratorio Heudiasyc. Titulo de la tesis : Avion convertibleà décollage et atterrissage vertical

3. Octavio Garcia Salazar, noviembre 2009, Titulo de la tesis : “Modélisation et commanded’un avion à décollage vertical ”, Laboratorio Heudiasyc UMR 6599, Francia.

4. Hugo Romero, Julio 2008, Titulo de la tesis : “Modélisation et asservissement visuel d’unmini hélicoptère”, Laboratorio Heudiasyc UMR 6599, Francia.

5. Anand Sánchez Orta, Mayo 2008, Titulo de la tesis : “Modélisation, observation et com-mande d’un objet volant”, Laboratorio Heudiasyc UMR 6599, Francia.

6. David Lara, Marzo 2008, Titulo de la tesis : “Modélisation et commande robuste des dronesminiatures : conception de l’architecture embarquée”, Laboratorio Heudiasyc UMR 6599,Francia.

7. Sergio Salazar, Octubre 2005, Titulo de la tesis : “Modélisation et conception de commandesrobustes pour la stabilisation de véhicules aériens multi-rotors”, Laboratorio HeudiasycUMR 6599, Francia.


3 Participación a proyectos de investiga-

ción

Proyectos en curso

1. Proyecto LABEX MS2T “Maîtrise des Systèmes de Systèmes Technologiques” (2011-2021).

2. Proyecto ROBOTEX “Équipements d’excellence” (2011-2021)

3. Proyecto PROMETEO - Ministerio Español, Universidad de Valencia (2010-2012).Responsable : P. Albertos

4. Proyecto Carnot UTC (2010-2012)– SIRENE – Supervision Aérienne Coordonnée Fiable et SécuriséeResponsables : Pedro Castillo & Yacine Challal

5. DIRISOFT Network (2008-2012)– Control de dirigiblesResponsable HDS : Pedro Castillo

6. Proyecto ANR CSOSG (2010-2013)– DEMONSTRATEUR GLMAVResponsable HDS : R. Lozano

Proyectos terminados

1. Proyecto financiado por la Fundación de la Investigación para la Aeronáutica y el Espacio(FRAE por sus siglas en frances) (2007-2011)– NAVIFLOW - Proyecto de asistencia a la navegación por flujo óptico.Responsable HDS : I. Fantoni

2. Concurso de drones miniatura financiado por la ONERA-DGA (2003-2005 & 2008-2009).

3. Contrato de Investigación Exploratorio Innovate (REI por sus siglas en frances) con laDGA (2007-2009)– Estudio y concepción de un vehículo miniatura autónomo que despega verticalmente

4. Proyecto Franco-Australiano (2007)– Modelado y control de vehículos aéreos bi-rotores que despegan verticalmente.

5. Proyecto regional DIVA (2004-2007)– Localización y control de vehículos aéreos autónomos.

6. Laboratorio Franco-Mexicano de Automática Aplicada (2002-2007)

7. Red Europea NACO2 (2001-2004).

4 Investigación Científica

Durante estos años, mis actividades de investigación han sido desarrolladas principalmente enlas siguientes direcciones :

– Desarrollo de nuevas estrategias de control no lineal para la estabilización de drones.

– Estudio de algoritmos de control que tomen en cuenta retardos.

– Estudio de nuevos algoritmos de control para la estabilización de un avion que despega ver-ticalmente.

– Concepción de nuevas técnicas para la localización de un drone utilizando la vision artificial.

– Vuelo en formación de una flotilla de drone aéreos.

– Desarrollo de plataformas experimentales.

Estabilización de drones aéreos

En el marco de mis actividades de investigación sobre los drones aéreos en el laboratorio Heu-diasyc, hemos propuesto nuevas estrategias de control para estabilizar diferentes configuracionesde este tipo de vehículos. Las principales configuraciones que hemos estudiado son : el octarotoro X8, el cuadrirotor y el PVTOL [Ch2, Ch3, Ch4].

Octa-rotor

El X8 es un helicóptero que tiene ocho motores. La característica principal de este drone esque los desplazamientos angulares y los traslacionales están desacoplados. De hecho, existe unacoplamiento debido al flujo generado por un motor externo que esta colocado muy cercano a unmotor interno, sin embargo, hemos eliminado este acoplamiento utilizando un pre compensadorrelativamente simple que hemos ajustado experimentalmente. En este vehículo, los cuatro mo-tores internos son utilizados únicamente para hacer vuelo estacionario. Los controles del pilotoo las ordenes de alto nivel, no intervienen en dichos motores. Dicho vehículo aéreo no necesitainclinarse para realizar un desplazamiento lateral. De este hecho los desplazamientos de ’roll’ yde ’pitch’ son mas pequeños que en un quadri-rotor o un helicóptero clásico. Esta mejora de laestabilidad del plato cíclico del vehículo facilita entonces la estimación de la velocidad horizontaldel mismo utilizando flujo óptico.

Para estabilizar este helicóptero hemos propuesto una ley de control no lineal basada en lateoría de Lyapunov y las funciones de saturación separadas. Los resultados obtenidos han sidopublicados en dos conferencias internacionales [C12,C13] y en la revista Journal of Intelligentand Robotic Systems [R7].

Figure 1 – El helicóptero con ocho motores.

Cuadri-rotor

El quadri-rotor es un helicóptero que tiene cuatro motores y que se mueve en tres dimensiones.Dicha configuración puede ser vista como una alternativa interesante del helicóptero que notenga plato cíclico. El fenómeno giroscópico de las helices es mucho menos importante en estevehículo que en los helicópteros clásicos, esto es debido a que en el quadri-rotor las helices sonmas pequeñas y rotan en contra sentido [Ch2, Ch3, R10]. Hemos desarrollado nuevas técnicasde control para el quadri-rotor basadas en las funciones de saturación y la técnica de backs-tepping, por citar algunas [R6,R11,R13]. Las simulaciones y los experimentos en tiempo realhan mostrado un buen desempeño de los algoritmos de control propuestos [C14, C15, C17, C19].

Recientemente hemos propuesto una ley de control basada en las funciones de saturación separa-das. Esta ley de control permite estabilizar un sistema lineal (validado en sistemas no lineales)teniendo n integrados en cascada. Contrariamente a otros algoritmos de control que utilizanlas funciones de saturación, esta utiliza separadamente una función de saturación para cadaestado. Cuando se realizan experimentos, esta propiedad permite sintonizar mas rápidamente(y fácilmente) las ganancias del controlador ya que cada ganancia no influye que en un estado.

El análisis de estabilidad que hemos desarrollado es mas simple que los encontrados en laliteratura. Los resultados en simulación muestran que la ley de control manifiesta un buendesempeño y que esta es comparable a otros algoritmos de control en términos de desempeño,además de acotar las entradas de control. También hemos probado de manera experimental queesta ley de control puede ser utilizada para estabilizar sistemas no lineales. La validación de estealgoritmo de control a sido realizado utilizando un avion de tipo PVTOL y un cuadrirotor [C7,R6, R9].

Figure 2 – El cuadri-rotor.

El avión de tipo PVTOL

El nombre de PVTOL (Planar Vertical Take Off and Landing) se designa a un avión que despegaverticalmente y que se desplaza en un plano. El modelo del avión de tipo PVTOL representauna simplificación de los modelos de verdaderos aviones que despegan verticalmente teniendodos o cuatro motores con inclinación variable. De igual manera representa la parte longitudinaldel helicóptero. El avion de tipo PVTOL tiene tres grados de libertad (x, y, θ) que corresponde asu posición y su orientación en un plano, además, el PVTOL représenta un problema particularde control de sistemas no lineales sub-actuados ya que este posee tres grados de libertad ysolamente dos entradas de control.

4. Actividades científicas

El avion PVTOL esta compuesto por dos motores independientes que producen una fuerza y unmomento sobre el vehículo [Ch2, Ch3]. El PVTOL a interesado a la comunidad de automáticapor sus aplicaciones y su carácter no lineal. Hemos propuesto diferentes estrategias de controlrelativamente simples basadas en la técnica de saturación y acotando las entradas de control[Ch5, Ch6, C7].

Para este tipo de avion hemos propuesto una ley de control no lineal acotada, esta ley de controlesta basada en la teoría de Lyapunov. La característica principal de esta estrategia de control esde que cada estado esta acotado de manera independiente. De este hecho la sintonización de lasganancias se realiza de manera mas fácil y rápida cuando se realizan experimentos en tiemporeal. Dicho algoritmo de control ha sido validado en una plataforma experimental que hemosconstruido en el laboratorio [C7, R9, R12, R15].

Figure 3 – El avión de tipo PVTOL.

El dirigible

Mis trabajos de investigación en la red científica DIRISOFT sobre el control de dirigibles handado como fruto la co-dirección de la tesis de doctorado del alumno Elie Kahale. Este año hemostrabajado en la síntesis de métodos de navegación para un dirigible dedicado a la supervision deobras de arte. Actualmente desarrollamos una estrategia de control que nos permitirá el vueloautónomo del vehículo en presencia de perturbaciones aereologicas.

Figure 4 – Fuerzas aerodinámicas en el dirigible.


Vision por computadora en el lazo de control

Los trabajos sobre el control de vehículos aéreos son cada vez mas numerosos y en particular losvehículos de talla reducida que puedan interactuar en ambientes urbanos. Los sensores usualestales como el GPS, la central inercial, los altímetros laser, etc, no dan siempre toda la informaciónnecesaria al vehículo para permitirle navegar en tales ambientes urbanos. Los sensores queutilizan la vision por computadora aportan informaciones muy valiosas sobre el ambiente dondeeste evoluciona, pero una de las desventajas que tienen estos sensores es que dichas imágenesson muy difíciles de explotar en tiempo real. Una información esencial en la navegación dedrones es la velocidad del vehículo con respecto a su medio ambiente. Las investigaciones en lasareas biológicas sobre de como se desplazan los insectos nos han llamado mucho la atención, dehecho, el estudio del comportamiento de los insectos ha permitido demostrar que ellos utilizanpara desplazarse información visual tal como el flujo óptico. De esta manera hemos estudiadola importancia de la estimación del flujo óptico para la navegación de drones. En la literaturaencontramos mucha información sobre el calculo del flujo óptico, los algoritmos desarrolladospor la comunidad científica permiten el rápido tratamiento de las imágenes de manera a extraersus características mas importantes.

Hemos utilizado un algoritmo de flujo óptico encontrado en la literatura para estimar la velo-cidad de traslación de un vehículo. Hemos realizado diversos experimentos utilizando un carrominiatura equipado con una cámara con la finalidad de validar dicho algoritmo de vision. Hemosextendido estos resultados para utilizarlos en el despegue, el aterrizaje y la estabilización de undrone. Los experimentos han sido realizados con todo el sistema de control y de vision empotra-dos y a nuestro conocimiento somos uno de los primeros equipos de investigación universitariosen Francia en utilizar la vision empotrada en lazo cerrado de control (Tesis de G. Sanahuja).

Figure 5 – Sistema de flujo óptico empotrado.

Por otro lado, hemos desarrollado un sistema de medición compuesto de una cámara y un laser.La cámara ’ve’ el punto del laser formado sobre el obstáculo y con la ayuda de una calibra-ción antes realizada, es posible de calcular la posición del punto del laser y por consecuenciadel obstáculo. Este sistema ha sido aplicado sobre un carrito móvil con un grado de libertadpara realizar el control en posición del mismo con respecto a un muro [C11, R5]. Esta primeraexperiencia nos ha permitido de extender los resultados obtenidos para utilizarlo en un drone.


De esta manera, se realizo un sistema vision/laser que utiliza tres lasers y una cámara con lafinalidad de calcular la orientación de un objeto en tres dimensiones. Este sistema se coloca en laparte inferior del vehículo aéreo de tal manera que los tres lasers forman un plano, y suponiendoque el suelo esta perfectamente plano y horizontal, el calculo de la orientación y de la altura delobjeto es entonces posible. Para realizar esto la posición y la orientación de cada laser son calibra-dos en el marco de referencia de la cámara. El prototipo que hemos construido nos ha permitidovalidar este método, los resultados obtenidos han sido comparados con las mediciones de unacentral inercial. Una ventaja de este sistema es que dicho sistema es completamente empotrable.

Figure 6 – El sistema ’laser-cart ’ y el sistema con tres lasers.

Ciertos objetos en el espacio 3D pueden ser representados en términos de paralelismo, de or-togonalidad y de coplanaridad. Estas representaciones pueden ser utilizadas para obtener trespuntos de fuga en el plano imagen correspondiendo a las tres direcciones ortogonales en el es-pacio. Utilizando estos puntos de fuga es posible entonces de obtener los parámetros intrínsecosy extrínsecos de una cámara. En el marco de la tesis de E. Gómez, hemos trabajado en lautilización de la vision monocular para localizar un drone. El algoritmo desarrollado permitede posicionar utilizando un objetivo la cámara web y como consecuencia el vehículo. Hemosutilizado en este algoritmo la técnica de ‘vanish point ’ para calcular las matrices de rotación yde traslación de la cámara para poder estimar la posición del vehículo en 3D. De igual manerahemos desarrollado un algoritmo de control para el seguimiento de una linea. Para realizar esto,hemos colocado como ’objetivo’ una linea roja en una pared con una longitud definida. Con laayuda del sistema de vision se estima entonces la posición del drone y se envia esta informaciónpor modem al microprocesador del vehículo para incluirla en el lazo de control. El algoritmoha sido validado en tiempo real y los resultados obtenidos han mostrado el buen desempeño deestos algoritmos [C5, C8, R4].

Figure 7 – Técnica de Vanish point.


Algoritmos de control tomando en cuenta un retardo

Puesto que vamos a utilizar cámaras en los lazos de control, y puesto que el procesamiento dela imagen es relativamente lento, es necesario estudiar los retardos dentro de la ley de control.Durante estos años he continuado trabajando en la concepción de algoritmos de control parasistemas con retardo. El sistema que hemos estudiado es un sistema híbrido en el sentido queel sistema es considerado en tiempo continuo mientras que la ley de control está en tiempodiscreto. El estudio de estabilidad muestra la convergencia del estado hacia el valor deseado.Hemos de igual manera probado la robustes de la ley de control con respecto a perturbacionesen el retardo, en los parámetros del sistema y mismo en el periodo de muestreo. Este trabajodesarrollado es una extension de los realizados en [R14].

Hemos aplicado este método en tiempo real para controlar la posición de un vehículo introdu-ciendo retardos en el lazo de regulacion. Hemos utilizado para esta experiencia un nuevo sensorque utiliza un laser y una cámara para estimar la posición del vehículo. Este sensor ha sidodesarrollado en nuestro laboratorio. Los resultados obtenidos han sido bastante satisfactorios ypublicados en [C16,C10, C11].

Hemos extendido los resultados obtenidos y hemos desarrollado un esquema de control/predictorpara sistemas con retardos en los estados (retardos en la medición de los sensores). Para probarel análisis de estabilidad hemos utilizado las propiedades de las matrices LMIs. Además he-mos considerado incertidumbres en los parámetros del modelo y hemos probado que el sistemaresultante en lazo cerrado es robusto con respecto a dichas incertidumbres. Este esquema decontrol/predictor a sido validado en una aplicación en tiempo real para estabilizar el ángulo de’roll ’ de un helicóptero con cuatro motores. Los resultados obtenidos han mostrado la eficacidadde la teoría [R1].

50.8 51 51.2 51.4 51.6 51.8 52 52.2

−5

−4.5

−4

−3.5

−3

−2.5

Time (s)

φ (°

)

φφ delayed

Figure 8 – Ángulo de roll medido y ángulo de roll retardado.


Control de drones aéreos en presencia de ráfagas de viento

Desde hace muchos años diversos trabajos de investigación han tenido como objetivo poner enmarcha los vehículos aéreos autónomos. Si muchos avances significativos han sido realizados estosúltimos años en términos de estabilización aun queda mucho trabajo por realizar para darlesuna autonomía absoluta en presencia de condiciones ambientales desconocidas como ráfagas deviento. Cabe recordar que la estabilización en vuelo estacionario y la navegación de un UAVnecesita información precisa, rápida y robusta de el mismo y de su ambiente donde desarrollala misión. Un factor ambiental importante a tomar en cuenta para su estabilización son lasperturbaciones que pueden ser producidas por el viento. La concepción de nuevos algoritmos decontrol robustos y rápidos para medir la posición, el desplazamiento y el medio ambiente delvehículo son objetivos que estamos trabajando en la tesis de doctorado de L. E. Muñoz.

La representación dinámica del vehículo aéreo en presencia de viento es uno de los primerosobjetivos a desarrollar antes de la concepción de estrategias de control. Se ha obtenido unmodelo matemático para el avion de tipo PVTOL y para el helicóptero con cuatro motores quetoma en cuenta las fuerzas aerodinámicas producidas por el viento. Estos modelos permiten deexplicar el funcionamiento de estos tipos de vehículos a manera de saber como son generadaslas fuerzas y los pares que son inducidos por el viento y como actúan en el vehículo [C1, C9].Por otro lado, una ley de control no lineal sub-optima robusta a sido propuesta para estabilizarel avion de tipo PVTOL. El enfoque esta igualmente basado en el análisis de Lyapunov (RobustControl Lyapunov Functions). Esta técnica ha sido extendida para el caso del cuadrirotor.

Figure 9 – El avion de tipo PVTOL en presencia de ráfagas de viento.

Para validar los algoritmos de control, hemos realizado varias simulaciones y para evaluar suviabilidad en una aplicación real hemos hecho experimentos utilizando un prototipo de un avionde tipo PVTOL. Los resultados en simulación y en tiempo real nos han ilustrado el buendesempeño de la ley de control en lazo cerrado [C1]. Hemos programado diversos experimentosen el prototipo del cuadrirotor para validar en este vehículo esta ley de control.

Recientemente, hemos extendido los resultados obtenidos con G. Sanahuja (ley de control ba-sada en las funciones de saturación) y hemos probado un análisis de robustes con respecto aperturbaciones externas desconocidas. El análisis esta basado en la teoría de Lyapunov y tomaen cuenta la sola hipótesis que la perturbación esta acotada (como las ráfagas de viento reales).Los algoritmos obtenidos han sido validados en el prototipo aéreo y los resultados experimentaleshan mostrado un buen desempeño de la ley de control en presencia de fuertes perturbaciones[C9].


Figure 10 – El cuadrirotor en presencia de ráfagas de viento.

Desde septiembre 2010 codirijo la tesis de A. Brezoescu bajo el tema de ’navegación de un droneen presencia de viento’. El objetivo de la tesis es de desarrollar una estrategia de navegaciónpara un avion miniatura de configuración aerodinámica clásica, de manera que le permita au-mentar su tiempo de vuelo para realizar una misión en presencia de viento. En otras palabras,el objetivo de este trabajo sera de garantizar la estabilidad del drone tomando en cuenta lasrestricciones físicas del vehículo (rechazo de fuertes perturbaciones debidas al viento). Puestoque las leyes de control que proponemos generalmente son validadas con la ayuda de prototiposexperimentales, buscamos de esta manera a conservar una cota en la entrada de control.

Durante el primer año de tesis, hemos trabajado esencialmente en el modelado y el control delvehículo en presencia de viento constante. Nos hemos focalizado en el estudio de leyes de controlpara la identificación del viento a lo largo de una trayectoria definida. De esta forma hemospropuesto una estrategia de navegación para ir de un punto A a un punto B. El algoritmo decontrol desarrollado considera en una primera fase el viento conocido. Numerosas simulacioneshan sido realizadas y han demostrado el buen desempeño de la ley de control [C2]. Siguiendo lapolítica de nuestro equipo, las leyes de control propuestas tienen que ser validadas en prototipos,de esta manera hemos comenzado con el desarrollo de un sistema de control empotrado para unavion clásico.

Figure 11 – Seguimiento de una trayectoria en presencia de viento.


Vuelo en formación de una flotilla de drones aéreos

Recientemente hemos estado trabajando en la concepción de estrategias de control para realizarel vuelo en formación de una flotilla de drones aéreos. Los primeros trabajos sobre esta temá-tica, han sido llevados a cabo bajo el proyecto SIRENE - Supervision aérea coordinada y segura(SupervIsion aéRiEnne coordoNnée et sEcurisée, por sus siglas en frances). Este proyecto, quecodirijo, ha sido aceptado y financiado por el UTC con la etiqueta CARNOT en 2010. El obje-tivo principal del proyecto es de desarrollar una arquitectura de supervision aérea de espaciosgeográficos largos. Esta arquitectura esta basada en un conjunto de drones organizados en unaformación sincronizada que vuela una zona determinada con la finalidad de obtener informaciónrelevante sobre el lugar. Este proyecto conlleva a la unificación de diferentes areas de investiga-ción, lo que lo hace un proyecto multidisciplinario ya que integra dos problematicas principales :la primera concierne el problema de desarrollar un control distribuido de un conjunto de dronesaéreos autónomos para el vuelo en formación. En cuanto a la segunda, ella tiene por objetivo laconcepción de un sistema de comunicación seguro así como robusto ante fallas. Este proyectode investigación es una temática entre ASER (Automatique, Systèmes Embarqués, Robotique) yRO (Réseaux, Optimisation) que son dos grupos de investigación del laboratorio Heudiasyc.

Figure 12 – Proyecto SIRENE CARNOT UTC.

Diversas leyes de control hemos propuesto para realizar el vuelo en formación de una flotillade drones. El análisis de estabilidad del consensus a sido establecido utilizando la teoría deLyapunov. Los algoritmos propuestos suponen que los vehículos intercambian información entreellos. De igual manera, cada vehículo es analizado como un agente en el sistema multi-agente, esdecir, nos aseguramos primero la estabilidad de cada agente y enseguida realizamos la conver-gencia de toda la flotilla en una trayectoria deseada. Una ventaja importante de este enfoque esque cada miembro del grupo no sera afectado por las perturbaciones de sus vecinos [C4, C6, R3].


Para preservar la estabilidad del consensus, utilizamos una ley de control no lineal basada enlas funciones de saturación e igualmente un enfoque algebraico sobre la teoría de gráficos parasincronizar el comportamiento del grupo. Hemos realizado numerosas simulaciones que hanvalidado los algoritmos propuestos. Además, hemos realizado algunos experimentos en tiemporeal para evaluar el comportamiento del esquema de control propuesto. Los resultados obtenidoshan sido muy satisfactorios.

Por otro lado, hemos estudiado los protocolos de acceso sobre las redes de comunicación inalám-bricas de una flotilla de drones y su impacto en la estabilidad del consensus. Hemos analizado elcaso de un grupo de cuadrirotores comunicando en una red inalámbrica y considerando a la vezel flujo de información en las gráficas orientadas y no orientadas. Los resultados han demostradoque los protocolos de control de acceso al soporte (Media Access Control en inglés o MAC)tienen un impacto directo sobre el tiempo de convergencia y en la solución del consensus. Estehecho puede ser visto desde un punto de vista de automática como la perdida de datos y comoconsecuencia la presencia de ciertos retardos en la información. Este estudio ha sido validadoen simulaciones [Ch1].

Prototipos experimentales

Sistema Laser-cart

La plataforma experimental esta compuesta de un vehículo eléctrico con desplazamiento en unsolo eje, de una cámara web y de un laser. La cámara esta conectada a un ordenador utilizandoWindows XP para realizar la medición de la distancia. La ley de control es implementada enMatlab xPC Target en otro ordenador, este recibe la información de la distancia por el puertoserie y envia las señales de velocidad al motor por medio del PWM. Los dos ordenadores estándesincronizados, de esta manera xPC Target leerá periódicamente el valor de la distancia en elbuffer de recepción del puerto serie donde el ordenador de vision envia esta información cadavez que el calculo de la distancia es terminado. La medición no esta disponible en cada periodode muestreo.

Esta plataforma funciona en multirate, es decir, que el periodo de muestreo es diferente delperiodo del calculo de la cámara. Hemos utilizado este prototipo para estudiar y validar losalgoritmos de control propeustos para estabilizar un sistema con retardos.

Figure 13 – El sistema laser-cart.


Plataforma PVTOL + vision

De igual forma hemos desarrollado una plataforma experimental compuesta de un prototipode un avion de tipo PVTOL y de una cámara. La plataforma posee las mismas dificultadesexistentes en el vuelo autónomo de drones cerca del suelo y ella puede ser utilizada como unbanco de pruebas para desarrollar controladores para UAVs. El PVTOL se desplaza en un planoinclinado, plan que define nuestro espacio de trabajo en dos dimensiones. Se utiliza una cámarapara estimar la posición y la orientación del vehículo. Por simplicidad de los experimentos,hemos colocado la cámara al exterior del drone. Notar que mismo si la cámara esta colocada alexterior, los problemas de calculo de localización del objeto utilizando cámaras y los retardosen el lazo del sistema son igualmente tomados en cuenta. De esta manera, la cámara web escolocada perpendicular al plano a una altura fija y proporciona una imagen de todo el espaciode trabajo. La posición y la orientación del vehículo es calculado utilizando la imagen obtenidapor la cámara.

El sistema que se utiliza esta basado en Matlab XPc-Target, lo cual facilita la programación dela ley de control y la obtención de las medidas por los sensores. De igual manera la utilizaciónde Matlab XPc-Target nos garantiza un buen desempeño del experimento ya que la ejecucióndel mismo es independiente de las otras tareas realizadas en Windows. La programación de laley de control se realiza utilizando Simulink por lo cual no es necesario de gran experiencia enprogramación.

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Figure 14 – Prototipo del avion de tipo PVTOL y la plataforma experimental.

Simulador

Con la finalidad de mejorar la seguridad al realizar experimentos con los prototipos aéreos, unsimulador ha sido desarrollado permitiendo de validar sin peligro alguno todos los programasy los algoritmos (incluyendo los de vision) sobre un drone virtual. Este simulador, ligado a laestación base, permite de valida toda la cadena y eliminar los (numerosos) bugs de programaciónantes de efectuar un vuelo real. Los programas pueden entonces ser mas complejos puestoque ellos serán evaluados fácilmente sin tener que efectuar experimentos en el drone. Además,el tiempo de desarrollo se reduce ya que todo se realiza en un solo ordenador sin tener quereprogramar un microcontrolador (operación relativamente larga) ni tener que esperar que lasbaterías se recarguen para realizar las pruebas. Igualmente, solo una persona es necesaria paravalidar todo, en comparación de vuelos reales que se necesitan cuando menos dos ; uno paravigilar el drone en caso de problemas y otro en la estación base.


Figure 15 – Simulador.

Plataforma cuadriotor + control empotrado

Una nueva plataforma experimental ha sido construida en su totalidad. Generalmente nuestroequipo de drones tenia la costumbre de trabajar con estructuras comerciales como esa de Dra-ganFly. La nueva plataforma esta constituida de una estructura que nosotros hemos realizadoutilizando barras de aluminio. De esta manera, la rigidez del vehículo se ha mejorado reduciendotambién el costo. La electrónica empotrada ha sido también modificada, las soluciones empleadasanteriormente llegaron a tener sus limitaciones. El microcontrolador utilizado (freescale) tieneuna mayor capacidad de procesamiento y es ahora mas rápido, además un sistema de mediciónde velocidad de rotación de los motores ha sido agregado. Una estación base ha sido tambiéndesarrollada con la finalidad de poder enviar las ordenes de alto nivel al vehículo sin pasar porel radio-control clásico que esta muy limitado. Las ganancias de la ley de control pueden serahora ajustadas en tiempo real, lo cual aporta mas rapidez. De igual manera, los problemasde perdida de datos de la comunicación inalámbrica han sido estudiados y se ha realizado unprotocolo fiable entre la estación base y el drone dando una prioritizacion de algunas tramasimportantes. La estabilidad de la plataforma final a sido demostrada en el concurso de dronesorganizado por la Onera y la DGA.

Hemos mejorado la plataforma anteriormente descrita y hemos llegado a desarrollar un sistemade control/vision empotrado. La plataforma esta basada en una estructura de Mikrokopter yposee motores brushless. El sistema electrónico esta basado en una tarjeta IGEPv2 poseyendoun sistema On Chip (SOC) OMAP3530 de Texas Instruments. Este SOC posee un corazónARM CortexA8 a 720 Mhz y un corazón DSP C64x+ a 520 Mhz. La parte ARM permite lautilización de Linux así como su extension en tiempo real Xenomai. La ley de control se ejecutaen tiempo real a 100 Hz.


Figure 16 – Vuelo estacionario de un cuadrirotor.

El drone esta también equipado de diversos sensores : una central inercial 3DMGX3-25 que seutiliza para medir la orientación del vehículo a 100 Hz, un telémetro a ultrasonido SRF10 dandouna medida de altura a 50 Hz y una cámara PS3Eye que se utiliza para obtener imágenes detamaño 320×240 con una velocidad de 120 imágenes por segundo. La cámara obtiene imágenesdel suelo y calcula el flujo óptico con la finalidad de estimar la velocidad lateral del drone. Elcalculo del flujo óptico es realizado utilizando el algoritmo de Lucas y Kanade piramidal mientrasque la detección de los puntos de interés emplea el algoritmo de Harris. Con la ayuda del DSP,el calculo del flujo óptico se realiza empotrado a 80 Hz. La estación base se comunica con elvehículo utilizando la comunicación inalámbrica. Para las fases de vuelo en modo manual unconsola de juego de video Playstation 3 (con conexión Bluetooth a la estación base) es utilizada.

Este prototipo aéreo, desarrollado por G. Sanahuja bajo mi supervision, se ha convertido enla plataforma común del equipo de drones. Además, el sistema de control empotrado ha sidomejorado y clientes potenciales (universitarios e industriales) han marcado su interés en obte-nerlo. De igual manera, en la evaluación AERES del laboratorio Heudiasyc hemos presentadouna demostración del vuelo estacionario en presencia de ráfagas de viento, esta ’demo’ ha sidoadoptada por el laboratorio para futuras presentaciones.

Figure 17 – Nueva plataforma común del equipo drones.


5 Publicaciones

Libro

[L1] P. Castillo, R. Lozano & A. Dzul, "Modelling and control of mini flying machines",Springer-Verlag, 2005. ISBN : 1-85233-957-8.

Tesis

[T1] P. Castillo, "Modélisation et commande d’un mini-hélicoptère à quatre rotors", Thèsede doctorat, Heudiasyc-UTC, France, Mars 2004.

[T2] P. Castillo, "A visual servoing architecture for controlling electromechanical systems",Thèse de Mastère, CINVESTAV-IPN, Mexico, Mexique, Août 2000.

Capítulos de libro

[Ch1] J.A. Guerrero, Y. Challal and P. Castillo, “Impact of Wireless Medium Access Protocolon the Quadrotor Formation Control”, Flight Formation Control. Ed. A. Guerrero & R.Lozano, ISTE-WILEY, ISBN 9781848213234, to appear 2012.

[Ch2] P. Castillo and A. Dzul, “Aerodynamical configurations and dynamical models”, Unman-ned Aerial Vehicles Embedded Control. Ed. Rogelio Lozano. WILEY, May 2010. ISBN :978-1-84821-127-8

[Ch3] A. Dzul et P. Castillo, "Configurations aérodynamiques d’objets volants miniature",Modélisation et Commande embarquée d’objets volants miniatures. Traité IC2 Information-Commande-Communication. Hermes Sciences Publishing, London, Nov 2007.

[Ch4] P. Castillo et A. Dzul, "Modélisation et commande d’un objet volant", Modélisationet Commande embarquée d’objets volants miniatures. Traité IC2 Information-Commande-Communication. Hermes Sciences Publishing, London, Nov 2007.

[Ch5] G. Sanahuja, P. Castillo, O. Garcia, and R. Lozano, "Linear and nonlinear control stra-tegies to stabilize a VTOL aircraft : comparative analysis", New Trends on InformationTechnology Applied to Communications, Control, and Optics Eds. : Gerardo Romero,René Dominguez, Aldo Méndez, Marco Panduro, 2007.

[Ch6] I. Fantoni, A. Palomino, P. Castillo, R. Lozano et C. Pégard, "Control Strategy usingvision for the stabilization of the PVTOL aircraft". Current trends in nonlinear systemsand control, Eds. L. Menini, L. Zaccarian and C. T. Abdallah. Birkhauser, 2006. ISBN :0-8176-4383-4

[Ch7] A. Hably, F. Kendoul, N. Marchand and P. Castillo, “Further Results on Global Sta-bilization of the PVTOL Aircraft”, Positive Systems, Springer Berlin/Heidelberg. August2006. ISBN : 978-3-540-34771-2.

[Ch8] P. Castillo, R. Lozano, P. Garcia, P. Albertos. "Nonlinear control of a small four-rotorrotorcraft : Theory and real-time application". Nonlinear and adaptive control : theory andalgorithms for the user, Ed. A. Astolfi. Imperial College Press, London, Dec. 2005.

[Ch9] R. Lozano, P. Garcia, P. Castillo, A. Dzul, "Robust prediction-based control for uns-table delay systems". Proceedings of the Workshop on Advances in Time-Delay Systems,Eds. S. Niculescu and K. Gu. Springer-Verlag, London 2004.

Revistas internacionales

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[R3] J. A. Guerrero, P. Castillo, S. Salazar, R. Lozano, "Mini Rotorcraft Flight FormationControl using Bounded Inputs", Journal of Intelligent & Robotic Systems, pp. 1-12,17 August 2011. Doi :10.1007/s10846-011-9575-3

[R4] J. E. Gomez-Balderas, P. Castillo, J. A. Guerrero, R. Lozano, "Vision based tracking fora quadrotor using vanishing points", Journal of Intelligent and Robotic Systems,pp. 1-11, 18 August 2011. Doi :10.1007/s10846-011-9579-z

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5. Publicaciones

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[R15] R. Lozano, P. Castillo et A. Dzul, "Global stabilization of the PVTOL : Real- timeapplication to a mini aircraft", Int. Journal of Control, Vol. 77, No. 8, pp 735-740, Mai2004.

[R16] A. Dzul, R. Lozano et P. Castillo, "Adaptive altitude control for a small helicopterin a vertical flying stand", Int. J. of Adaptive Control and Signal Processing, Vol.18, Issue 5, pp. 473-485, Juin 2004.

Conferencias internacionales

[C1] L. E. Muñoz, P. Castillo, G. Sanahuja, "Embedded robust nonlinear control for a four-rotor rotorcraft : Validation in a real-application with wind disturbances", IROS, SanFrancisco, CA, USA, October 2011.

[C2] A. Brezoescu, P. Castillo and R. Lozano, “Straight-line path following in windy condi-tions”, International Conference on Unmanned Aerial Vehicle in Geomatics (UAV-g), Zu-rich, Switzerland September 14-16, 2011 ISSN 1682-1777 Vol XXXVIII-1/C22.

[C3] O. Garcia-Salazar, P. Castillo, K. C. Wong, R. Lozano, "Attitude stabilization with real-time experiments of a tail-sitter aircraft in horizontal flight", International Conference onUnmanned Aircraft Systems (ICUAS’11), May 24-27, 2011, Denver, CO USA.

[C4] J. A. Guerrero, P. Castillo, S. Salazar, R. Lozano, "Mini Rotorcraft Flight FormationControl using Bounded Inputs", International Conference on Unmanned Aircraft Systems(ICUAS’11), May 24-27, 2011, Denver, CO USA.

[C5] J. E. Gomez-Balderas, P. Castillo, J. A. Guerrero, R. Lozano, "Vision based trackingfor a quadrotor using vanishing points", International Conference on Unmanned AircraftSystems (ICUAS’11), May 24-27, 2011, Denver, CO USA.

[C6] J. A. Guerrero, P. Castillo, Y. Challal, "Trajectory Tracking for a Group of Mini Rotor-craft Flying in Formation", 18th IFAC World Congress, August 28 - September 2, 2011,Milano, Italy.

[C7] A. Berna, P. Castillo, G. Sanahuja, F. Gonzalez, P. Garcia, P. Albertos, "Developmentof a test-bed to implement and validate real-time control strategies for aerial vehicles",18th IFAC World Congress, August 28 - September 2, 2011, Milano, Italy.

[C8] J. E. Gomez-Balderas, P. Castillo, J. A. Guerrero, R. Lozano, "Vision Based Trackingfor a Mini-Rotorcraft Using Vanishing Points", 18th IFAC World Congress, August 28 -September 2, 2011, Milano, Italy.

[C9] L. Munoz, O. Santos, P. Castillo, "Nonlinear and robust control strategy to stabilize inreal time a PVTOL aircraft exposed to crosswind", IROS, 18 - 22 October 2010, Taipei,Taiwan.

[C10] P. Garcia, A. Gonzalez, P. Castillo, R. Lozano and P. Albertos, “ Robustness of a discrete-time predictor-based controller for time-varying measurement delay”, 9th IFAC Workshopon Time Delay Systems, June 7 - 9, 2010, Prague.

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[C25] A. Palomino, P. Castillo, I. Fantoni, R. Lozano, "Stratégie de commande utilisant lavision pour la stabilisation de l’avion à décollage vertical PVTOL", Journées Nationaleset Doctorales d’Automatique, JDA’03, Valenciennes, France, June 2003.

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[C27] A. Dzul, R. Lozano et P. Castillo, "Adaptive altitude control for a small helicopter ina vertical flying stand", CDC’03, Hawaii, USA, Décembre 2003.

[C28] P. Garcia, A. Crespo, P. Castillo, R. Lozano, A. Dzul, P. Albertos, "Real-time applica-tions for a unstable delay system", Proceedings du Workshop on Real Time ProgrammingWRTP’03, Pologne, 14-17 mai 2003.

[C29] I. Fantoni, R. Lozano, P. Castillo, "Stabilisation of the PVTOL aircraft", Proceedingsdu 15th IFAC World Congress, 12-26 Juillet 2002, Barcelona, Éspagne.

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[C31] R. Garrido, A. Soria, P. Castillo, I. Vasquez, "A visual servoing architecture forcontrolling electromechanical systems", Workshop AAPR 2000, Advances in Artificial Per-ception and Robotics, 23-25 October 2000, Guanajuato, Mexico.

5. Publicaciones

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Reporte Cientíﬁco Pedro Castillo García - umi.cinvestav.mxumi.cinvestav.mx/Portals/UMI_LAB/SiteDocs/Doctorado SANAS/Anexos… · – Participación al concurso universitario de