CATEC ha publicado recientemente un nuevo artículo científico sobre inspección con drones, titulado «Autonomous UAV Pipeline Landing via Depth–LiDAR Fusion in GNSS-Denied Refineries», que ha sido publicado en la revista IEEE Robotics and Automation Letters (RA-L), una de las más prestigiosas en el ámbito de la robótica internacional.
Se trata de un trabajo realizado por David Tejero Ruiz, Marco Antonio Montes Grova, Francisco Javier Pérez Grau, Antidio Viguria y Anibal Ollero que aborda un problema muy concreto de inspección industrial: aterrizar un UAV con precisión sobre tuberías en refinerías sin GNSS, donde las oclusiones, interferencias y superficies reflectantes hacen que la percepción sea especialmente desafiante.
El artículo aborda la solución a este reto, mediante la integración de dos piezas: (1) localización basada en LiDAR y (2) un módulo de detección, mapeo y seguimiento de tuberías que fusiona cámara de profundidad y dos LiDAR 2D, combinando ajuste cilíndrico mediante optimización no lineal, asociación geométrica y filtros de Kalman para mantener hipótesis persistentes y descartar falsos positivos.
Este sistema ha sido validado en experimentos indoor controlados y en misiones outdoor completamente autónomas en una refinería real, alcanzando una precisión sub-3 cm en la estimación final de la tubería durante la fase de aterrizaje. El paper incluye además un vídeo suplementario con las pruebas realizadas.
Este trabajo se ha desarrollado en el marco del proyecto europeo SIMAR Project (perteneciente al programa Horizon Europe), con el objetivo de avanzar hacia la automatización de la inspección en refinerías, mejorando la seguridad y reduciendo costes operativos.
Puedes acceder al artículo publicado en IEEE Xplore (Early Access) en este enlace: https://ieeexplore.ieee.org/document/11373726
Acceso al vídeo demo de este artículo, aquí debajo:
Resumen del paper:
La inspección industrial en entornos complejos como refinerías plantea retos significativos para los sistemas autónomos, especialmente cuando no es posible utilizar señales GNSS. En este contexto, el uso de drones capaces de operar con precisión y seguridad abre nuevas oportunidades para optimizar tareas de mantenimiento, reducir riesgos humanos y aumentar la eficiencia operativa.
Recientemente se ha desarrollado una arquitectura avanzada que permite a un dron realizar aterrizajes autónomos de alta precisión sobre tuberías industriales, incluso en entornos GNSS-denegados. El sistema combina diferentes sensores —LiDAR, cámaras de profundidad y escáneres láser— para localizar el dron en el espacio y detectar de forma fiable la geometría de las tuberías, superando las limitaciones de las soluciones basadas en un único sensor.
Uno de los elementos clave es la fusión inteligente de datos de varios sensores, que permite identificar y seguir tuberías individuales incluso en escenarios con múltiples líneas cercanas, superficies reflectantes o condiciones de iluminación adversas. Esta información se integra en tiempo real para generar una referencia de aterrizaje precisa, alineada tanto en posición como en orientación con la tubería objetivo.
Gracias a esta aproximación, el dron no solo es capaz de aproximarse con seguridad, sino también de aterrizar con una precisión del orden de centímetros. Esta capacidad resulta especialmente relevante para operaciones que requieren contacto físico con la infraestructura, como el despliegue de sistemas de inspección no destructiva o robots de crawling directamente sobre las tuberías.
El sistema ha sido validado tanto en entornos controlados como en una refinería real, demostrando un funcionamiento robusto y fiable durante misiones completamente autónomas. Los resultados confirman que la combinación de percepción multisensor y seguimiento temporal proporciona estimaciones estables y precisas incluso durante las fases más críticas de la maniobra.
Este avance representa un paso importante hacia soluciones de inspección aérea más autónomas, seguras y versátiles para la industria Oil & Gas y otros sectores industriales. La capacidad de operar sin GNSS y de interactuar directamente con infraestructuras complejas amplía significativamente el abanico de aplicaciones posibles para drones industriales en escenarios reales.
