FlyChams: plataforma open-source escalable para simulación aérea fotorrealista
DOI:
https://doi.org/10.17979/ja-cea.2026.47.13824Palabras clave:
Robots aéreos, Trabajo en entornos reales y virtuales, Soporte al operador humano, Percepción y detección, Sistemas multi-vehículo, Redes de robots y sensores inteligentesResumen
La simulación fotorrealista es fundamental para la investigación en robótica aérea, especialmente para tareas de percepción que involucran múltiples vehículos. Aun así, el paradigma de simuladores de código abierto resulta ser insuficiente, ya que las plataformas de referencia han sido descontinuadas o han pasado a modelos cerrados como AirSim ---actual AirGen---. Además, otras alternativas más novedosas basadas en Isaac Sim todavía se encuentran inmaduras para flotas aéreas. Este trabajo introduce FlyChams, una plataforma de simulación de código abierto, alojada localmente y de alto rendimiento. Se construye sobre Unreal Engine 5 y un fork propio de AirSim, es gobernada por el autopiloto PX4 e integrada con ROS 2. Su diseño soporta escenarios exigentes ---múltiples agentes, gran número de transmisiones de vídeo simultáneas y alta resolución--- gracias a una capa de streaming acelerada por hardware. Finalmente, se propone una misión de búsqueda y rescate para ilustrar el funcionamiento de la plataforma y estudiar su escalabilidad.
Referencias
Ahmed, I., Din, S., Jeon, G., Piccialli, F. y Fortino, G., “Towards collaborative robotics in top view surveillance: A framework for multiple object tracking by detection using deep learning”, IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, vol. 8, núm. 7, pp. 1253–1270, 2021. DOI: 10.1109/JAS.2020.1003453.
Burke, C., McWhirter, P. R., Veitch-Michaelis, J., McAree, O., Pointon, H. A. G., Wich, S. y Longmore, S., “Requirements and limitations of thermal drones for effective search and rescue in marine and coastal areas”, Drones, vol. 3, núm. 4, art. 78, 2019. DOI: 10.3390/drones3040078.
Chen, Z., Zhao, J., Yang, M., Zhou, W. y Li, H., “Optimizing Camera Motion with MCTS and Target Motion Modeling in Multi-Target Active Object Tracking”, ACM Transactions on Multimedia Computing, Communications and Applications, vol. 20, núm. 7, pp. 1–19, 2024. DOI: 10.1145/3648369.
Dionigi, A., Felicioni, S., Leomanni, M. y Costante, G., “D-VAT: End-to-End Visual Active Tracking for Micro Aerial Vehicles”, IEEE Robotics and Automation Letters, vol. 9, núm. 6, pp. 5046–5053, 2024. DOI: 10.1109/LRA.2024.3385700.
Epic Games, The Most Powerful Real-Time 3D Creation Tool - Unreal Engine, 2024. Disponible en: https://www.unrealengine.com/en-us (consultado el 02/06/2026).
General Robotics, AirGen: A High-Fidelity Generative Simulation Platform for Robotics, 2024. Disponible en: https://www.generalrobotics.company/post/airgen (consultado el 30/05/2026).
Hansen, J. G. y de Figueiredo, R. P., “Active Object Detection and Tracking Using Gimbal Mechanisms for Autonomous Drone Applications”, Drones, vol. 8, núm. 2, art. 55, 2024. DOI: 10.3390/drones8020055.
Jacinto, M., Pinto, J., Patrikar, J., Keller, J., Cunha, R., Scherer, S. y Pascoal, A., “Pegasus Simulator: An Isaac Sim Framework for Multiple Aerial Vehicles Simulation”, en International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS 2024), Chania, Creta (Grecia), pp. 917–922, 2024. DOI: 10.1109/ICUAS60882.2024.10556959.
Jansen, W., Verreycken, E., Schenck, A., Blanco-Claraco, J.-L., Lenssen, S. y Steckel, J., Cosys-AirSim: A Real-Time Simulation Framework Expanded for Complex Industrial Applications, GitHub, 2023. Disponible en: https://github.com/Cosys-Lab/Cosys-AirSim (consultado el 30/05/2026).
Jordan, S., Moore, J., Hovet, S., Box, J., Perry, J., Kirsche, K., Lewis, D. y Tse, Z. T. H., “State-of-the-art technologies for UAV inspections”, IET Radar, Sonar & Navigation, vol. 12, núm. 2, pp. 151–164, 2018. DOI: 10.1049/iet-rsn.2017.0251.
Koenig, N. y Howard, A., “Design and use paradigms for Gazebo, an open-source multi-robot simulator”, en IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2004), Sendai, Japón, pp. 2149–2154, 2004. DOI: 10.1109/IROS.2004.1389727.
López Ruiz, J. F., Mañas-Álvarez, F. J. y Vargas, M., FlyChams-Cosys-AirSim: Fork de Cosys-AirSim con extensiones propias de la plataforma FlyChams, GitHub, 2026. Disponible en: https://github.com/JoseLopez36/FlyChams-Cosys-AirSim (consultado el 03/06/2026).
López Ruiz, J. F., Mañas-Álvarez, F. J. y Vargas, M., FlyChams-ROS2: Repositorio principal de la plataforma FlyChams (ROS2, PX4, coordinación de flota y control de agentes), GitHub, 2026. Disponible en: https://github.com/JoseLopez36/FlyChams-ROS2 (consultado el 03/06/2026).
López Ruiz, J. F., Mañas-Álvarez, F. J. y Vargas, M., FlyChams-Sim-UE5: Escenario de simulación fotorrealista en Unreal Engine 5 para la plataforma FlyChams, GitHub, 2026. Disponible en: https://github.com/JoseLopez36/FlyChams-Sim-UE5 (consultado el 03/06/2026).
López Ruiz, J. F., Mañas-Álvarez, F. J. y Vargas, M., Vídeos demostrativos del caso multiagente (3 agentes): modos multicámara y multiventana, 2026. Disponible en OneDrive (consultado el 04/06/2026).
López Ruiz, J. F., Rico Ranea, J., Álamo Cantarero, T., Gil Ortega Linares, M. y Vargas Villanueva, M., “Monitorización mediante vehículos aéreos multicámara. Caso de uso de Unreal Engine”, en XLV Jornadas de Automática, Málaga, España, 2024. DOI: 10.17979/ja-cea.2024.45.10800.
Lyu, M., Zhao, Y., Huang, C. y Huang, H., “Unmanned Aerial Vehicles for Search and Rescue: A Survey”, Remote Sensing, vol. 15, núm. 13, art. 3266, 2023. DOI: 10.3390/rs15133266.
Macenski, S., Foote, T., Gerkey, B., Lalancette, C. y Woodall, W., “Robot Operating System 2: Design, Architecture, and Uses in the Wild”, Science Robotics, vol. 7, núm. 66, eabm6074, 2022. DOI: 10.1126/scirobotics.abm6074.
Michel, O., “Cyberbotics Ltd. Webots™: Professional Mobile Robot Simulation”, International Journal of Advanced Robotic Systems, vol. 1, núm. 1, art. 5, 2004. DOI: 10.5772/5618.
NVIDIA, NVIDIA Isaac Sim: Robotics Simulation and Synthetic Data Generation, 2024. Disponible en: https://developer.nvidia.com/isaac/sim (consultado el 30/05/2026).
Salahat, E., Asselineau, C.-A., Coventry, J. y Mahony, R., “Waypoint planning for autonomous aerial inspection of large-scale solar farms”, en 45th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2019), Lisboa, Portugal, pp. 763–769, 2019. DOI: 10.1109/IECON.2019.8927123.
Shah, S., Dey, D., Lovett, C. y Kapoor, A., “AirSim: High-Fidelity Visual and Physical Simulation for Autonomous Vehicles”, en Field and Service Robotics, pp. 621–635, 2018. DOI: 10.1007/978-3-319-67361-5_40.
Song, Y., Naji, S., Kaufmann, E., Loquercio, A. y Scaramuzza, D., “Flightmare: A Flexible Quadrotor Simulator”, en Conference on Robot Learning (CoRL), pp. 1147–1157, 2021.
Sun, J., Li, B., Jiang, Y. y Wen, C.-Y., “A camera-based target detection and positioning UAV system for search and rescue (SAR) purposes”, Sensors, vol. 16, núm. 11, art. 1778, 2016. DOI: 10.3390/s16111778.
Sun, P., Li, S., Zhu, B., Zuo, Z. y Xia, X., “Vision-Based Fixed-Time Uncooperative Aerial Target Tracking for UAV”, IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, vol. 10, núm. 5, pp. 1322–1324, 2023. DOI: 10.1109/JAS.2023.123510.
The MathWorks, Inc., “Unreal Engine Simulation for Unmanned Aerial Vehicles - MATLAB and Simulink”, 2024. Disponible en: https://es.mathworks.com/help/uav/ug/3d-simulation-for-unmanned-aerial-vehicles.html (consultado el 02/06/2026).
Vargas, M., Vivas, C. y Álamo, T., “Optimal positioning strategy for multi-camera, zooming drones”, IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, vol. 11, núm. 8, 2024. DOI: 10.1109/JAS.2024.124455.
Vargas, M., Vivas, C., Rubio, F. R. y Ortega, M. G., “Flying Chameleons: A New Concept for Minimum-Deployment, Multiple-Target Tracking Drones”, Sensors, vol. 22, núm. 6, art. 2359, 2022. DOI: 10.3390/s22062359.
Zang, Z., Kim, D. Y., Zeng, Y. y Gao, L., “Content-Aware Foveated Camera for Multi-Target Tracking”, Optics Express, vol. 33, núm. 20, pp. 43359–43368, 2025. DOI: 10.1364/OE.577673.
Zhao, Q., Dong, L., Chu, X., Liu, M., Kong, L. y Zhao, Y., “Particle Filter Tracking System Based on Digital Zoom and Regional Image Measure”, Sensors, vol. 25, núm. 3, art. 880, 2025. DOI: 10.3390/s25030880.
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Jose Francisco López Ruiz, Francisco José Mañas Álvarez, Manuel Vargas
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
