Entornos sin GNSS: cómo sabe un dron dónde está cuando desaparecen los satélites

Al aire libre, un dron usa GNSS (GPS, QZSS, Galileo y otros) para conocer su posición con precisión de decímetros o metros y mantenerse fijo con viento. Cuando el hormigón o el acero bloquean el cielo, se ven menos satélites y las señales rebotadas en las paredes (multitrayecto) hacen saltar la posición. En interiores y bajo tierra la señal simplemente nunca llega.

En lugar de GNSS, la aeronave observa su entorno con sensores a bordo e integra su propio movimiento. Los dos enfoques principales son la odometría visual-inercial (VIO), que combina cámaras con una unidad de medición inercial (IMU), y el LiDAR SLAM, que mide la forma del entorno con telemetría láser. El SLAM estima la posición y construye un mapa al mismo tiempo, y puede corregir el error acumulado cuando vuelve a un lugar (cierre de bucle).

La ausencia de GNSS está en el corazón de la inspección: bajo puentes, en túneles, en galerías y desagües de presas, alcantarillas, galerías de servicios, dentro de chimeneas y calderas, tanques de almacenamiento, tanques de lastre de buques y galerías de minas. Cuanto más peligroso es un lugar para las personas, menos cielo suele tener.

• Prever la recepción antes de entrar: compruebe en los planos cuánto cielo es visible y divida el plan de vuelo en tramos dependientes de GNSS y tramos sin GNSS.
• Adaptar el posicionamiento al trabajo: aeronaves con visión y evitación automática bajo puentes; LiDAR SLAM más iluminación dentro de recintos oscuros; marcadores o UWB para rutas fijas repetidas.
• Mantener las habilidades manuales: entrene a los pilotos para salir con seguridad en modo actitud (sin mantenimiento de posición) cuando falle el posicionamiento automático.
• Planificar la pérdida de enlace: la radio también sufre bajo tierra y dentro de cajas metálicas. Decida de antemano los relés, los umbilicales y qué hace la aeronave al perder el enlace (estacionario o volver sobre sus pasos).
• Registrar el método de posicionamiento: una imagen geoetiquetada por GNSS y otra posicionada por SLAM tienen precisiones distintas. Conserve ese dato para quien compare después.

En muchos países, el vuelo en interiores y bajo tierra queda fuera de las reglas de aviación o se trata de forma distinta; en Japón, los vuelos en interiores están fuera de las reglas de vuelo de aviación, y los espacios claramente separados del exterior cuentan como interiores incluso con entradas abiertas (por ejemplo, el interior de túneles o pasos subterráneos). Eso no significa que todo valga. Las alcantarillas y los tanques conllevan peligros de deficiencia de oxígeno y gases tóxicos regidos por la ley de seguridad laboral, y las plantas tienen clasificación de zonas peligrosas (explosión). Compruebe por separado el procedimiento de aviación y el procedimiento de seguridad del emplazamiento.

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• Agua, espejos y vidrio: las cámaras y el LiDAR calculan mal la distancia por reflexión y transmisión.
• Polvo denso, vapor y humo: las cámaras quedan ciegas y el LiDAR se dispersa; la navegación por radar es un área activa de investigación.
• Tuberías largas sin rasgos: degeneración geométrica. Los viajes autónomos de ida y vuelta por kilómetros de alcantarilla siguen en gran medida en fase de investigación.
• Precisión garantizada: el error de SLAM crece con la distancia, y el sector no tiene una forma común de declarar «precisión de N cm» en los registros de inspección.

Cada estructura tiene un «mapa de inspección». Al entrar, un dron ajusta sus sensores a ese mapa y sabe dónde está, volviendo a los puntos de vista de la vez anterior con precisión de centímetros y fotografiando desde los mismos ángulos. La visibilidad de los satélites ya no determina el plan de inspección; los bajos de los puentes y el interior de las tuberías se convierten en rutas de patrulla rutinarias igual que el cielo abierto. Esa es la perspectiva de los editores.