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Grant support

This research received partial funding from the Government of Spain under the project PID2023-151110OB-I00 and Generalitat Valenciana under CIPROM/2022/3 and CIACIF/2021/286. This research project is part of the programme DesCartes and is supported by the National Research Foundation, Prime Minister's Office, Singapore under its Campus for Research Excellence and Technological Enterprise (CREATE) programme. Funding for open access charge: Universitat Politecnica de Valencia.

Análisis de autorías institucional

Garcia-Gascon, CesarAutor (correspondencia)Castello-Pedrero, PabloAutor o CoautorGarcia-Manrique, Juan AAutor o Coautor

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8 de mayo de 2025
Publicaciones
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Artículo

Artificial Intelligence-Driven Aircraft Systems to Emulate Autopilot and GPS Functionality in GPS-Denied Scenarios Through Deep Learning

Publicado en:Drones. 9 (4): 250- - 2025-03-26 9(4), DOI: 10.3390/drones9040250

Autores: Garcia-Gascon, Cesar; Castello-Pedrero, Pablo; Chinesta, Francisco; Garcia-Manrique, Juan A

Afiliaciones

Arts & Metiers Inst Technol, PIMM Lab, CNRS, ENSAM, F-75013 Paris, France - Autor o Coautor
CNRS CREATE Ltd, 1 Create Way,08-01 CREATE Tower, Singapore 138602, Singapore - Autor o Coautor
Univ Politecn Valencia, Design & Mfg Res Inst, Valencia 46022, Spain - Autor o Coautor

Resumen

This paper presents a methodology for training a Deep Learning model aimed at flight management tasks in a fixed-wing unmanned aerial vehicle (UAV), specifically autopilot control and GPS prediction. In this formulation, sensor data and the most recent GPS signal are first processed by an LSTM to produce an initial coordinate prediction. This preliminary estimate is then merged with additional sensor inputs and passed to an MLP, which replaces the conventional autopilot algorithm by generating the control commands for real-time navigation. The approach is particularly valuable in scenarios where the aircraft must follow a predetermined route-such as surveillance operations-or maintain a remote ground link under varying GPS availability. The study focuses on Class I UAVs; however, the proposed methodology can be adapted to larger classes (II and III) by adjusting sensor configurations and network parameters. To collect training data, a small fixed-wing aircraft was instrumented to record kinematic and control inputs, which then served as inputs to the neural network. Despite the limited sensor suite and the use of an open-source flight controller (SpeedyBee), the flexibility of the proposed approach allows for easy adaptation to more complex UAVs equipped with additional sensors, potentially improving prediction accuracy. The performance of the neural network, implemented in PyTorch, was evaluated by comparing its predicted data with actual flight logs. In addition, the method has been shown to be robust to both short and prolonged GPS outages, as it relies on waypoint-based navigation along previously explored routes, ensuring reliable performance in known operational contexts.

Palabras clave

Artificial intelligence (ai)Deep learning (dl)Unmanned aerial systems (uass)Unmanned aerial vehicle (uav

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Drones debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición 14/63, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Remote Sensing.

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-07-18:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 3 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

    Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

    • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.

    Análisis de liderazgo de los autores institucionales

    Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: France; Singapore.

    Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (García Gascón, César) y Último Autor (García Manrique, Juan Antonio).

    el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido García Gascón, César.