INTRODUCCION A LOS DRONES (UAV) Ing. Juan Roberto Pachari Roselló INGEOGIS PERU [email protected] [email protected] 2022 DRONES DRONES 2 ¿Que es un Dron? Un vehículo aéreo no tripulado (VANT) o dron, es una aeronave que vuela sin tripulación se le denomina «vehículo aéreo no tripulado», de siglas «VANT», y «Unmanned Aerial Vehicle», de siglas «UAV». Es también muy usada la denominación «sistema aéreo no tripulado», de «Unmanned Aerial System» y de siglas UAS. Cuando se trata de vehículo militar : UCAV, Unmanned Combat Air Vehicle. HISTORIA Los datos más antiguos que se tiene sobre el uso de plataformas aéreas no tripuladas UAV datan de 1849, cuando el dia 22 de Agosto de ese año el ejercito Austriaco usó en una batalla contra la ciudad de Venecia globos cargados con explosivos. HISTORIA Estos globos se lanzaron desde uno de los barcos Austriacos llamado Vulcano. Aunque alguno de estos globos funcionó, dependían mucho del viento y muchos de ellos se desviaron grandes distancias o incluso volaron de vuelta a los barcos de la armada austriaca. Los globos explotaban una vez que estaban sobre la ciudad mediante un sistema con una batería galvánica con un hilo de cobre aislado. Los explosivos caían verticalmente tras desinflarse el globo y explosionaban. Aunque los globos no concuerdan con la definición actual que le damos a los Drones/UAV, el concepto si se ajusta al de "plataforma no tripulada que porta una carga útil", en este caso explosivos. Etimológicamente la palabra drone proviene de la palabra "drone", que en inglés significa abeja o zángano. Se comenzó a utilizar para referirse a los dispositivos aéreos en los años 30 cuando surgieron los primeros aviones de control remoto. El sonido característico de los drones es el del zumbido, por eso la asociación con el nombre ya que parece imitar el zumbido de las abejas durante su vuelo. En 1931, los británicos desarrollaron el blanco radio controlado Fairey Queen a partir del hidroavión Fairey III fabricando una pequeña partida de tres aviones de este tipo. En 1935 se construyeron multitud de otros tipos de aeronaves como " Dianas aéreas". Se cree que, de alguna forma, el nombre de "Queen Bee" (abeja reina) se deformó hasta convertirse en el término "Drone" para este tipo de aeronaves, especialmente cuando eran radio controladas. Dron de alas fijas: Tienen alas fijas y son similares a un avión. Según el método de control tenemos: Autónomo: Se guía por sus propios sistemas y sensores integrados. Monitorizado Se necesita la figura de un técnico humano En función de su uso pueden ser: Drones Militares Drones Civiles o de uso comercial Para Uso Gubernamental 17 Funcionamiento del DJI Phantom Vision + UAV Radar de posicionamiento y retorno. El radar de vuelo muestra la posición actual y la localización del avión no tripulado en relación con el piloto. Tiempo Real parámetros en pantalla de vuelos No pierda de vista la telemetría de vuelo y ver lo que su avión no tripulado ve en su dispositivo móvil. GPS Ready To Fly Modo Tecnología Drone Cuando se calibra la brújula S, el dron busca la ubicación de los satélites GPS. Cuando se encuentran más de 6 drones, permite que el avión no tripulado se mantenga en modo "Ready To Fly". UAV (Unmanned aerial vehicle) Sistema de Control Remoto Range Extender UAV Tecnología Es el cuerpo y estructura principal del dron. Debe dar cabida a todos los componentes necesarios para su correcto funcionamiento. Los más comunes son los eléctricos de tipo Brushless que no emplea escobillas para realizar el cambio de polaridad en el rotor. Los reguladores de velocidad son los responsables de proporcionar electrónicamente las revoluciones necesarias a Unidad de control Son las encargadas de generar el empuje hacia abajo capaz de elevar, sustentar, y desplazar el multirotor, cambiando el empuje por cada par motores girando en sentido contrario. Baterías lipo (polímeros de litio) Variación de la batería de Li-On (ion de litio). Ofrecen gran densidad de energía, tamaño reducido y buena tasa de descarga. Es el control remoto del drone, y su responsabilidad es mantener comunicado de forma inalámbrica al piloto y al drone de forma bilateral. Muestra información relevante al piloto sobre el drone. (Estado de las baterías, coordenadas de posición, estado y calidad de la señal, FPV, etc.). 31 32 SON LAS ETAPAS DE UN TRABAJO TOPOGRAFICO PLAN DE VUELO La planificación se inicia con un mapa de la zona donde tendrá lugar el vuelo y sobre la misma y de forma completamente intuitiva el piloto establece un pinto de partida y otros puntos intermedios. Entre todos ellos se puede variar con completa libertad la dirección, la altitud, la velocidad, el ángulo de la cámara y la toma de fotografías. Asimismo es opcional grabar video de referencia. Conclusiones Podemos ver como esta tecnología se ha ido desarrollando, y las utilidades que ésta tiene en nuestra vida cotidiana. Conocer sobre los drones nos abre paso a su extensa gama de utilidades e incluso a querer desarrollarlo por cuenta propia. Los drones han llegado para quedarse, y definitivamente seremos testigos de su evolución, he ahí la importancia de que nosotros como futuros Ingenieros conozcamos sobre esta nueva tecnología en desarrollo. ¿Para qué sirven? Los drones pueden ser usados en infinidad de tareas que el humano no puede o no quiere realizar, o simplemente son demasiado peligrosas como la exploración o la limpieza de residuos tóxicos, y como no podía ser otro modo, para fines bélicos. Aplicación de los Drones: Búsqueda de personas desaparecidas Fotografía, Vídeo y Cartografía Aérea Prevención y control de incendio Seguridad y Aplicaciones Militares Otras aplicaciones Medio Ambiente: Parametrización del índice de contaminación lumínica para elaborar mapas de polución lumínica; control y seguimiento de accidentes industriales; control de áreas de depósito y almacenaje de residuos industriales y de su tratamiento. Agricultura: Control y monitorización del estado de los cultivos mediante imágenes multi-espectrales, control de la eficiencia de regadíos. Conteo y supervisión de producción agrícola subvencionada (por ejemplo, número de árboles). Geología: Realización de mapas geológicos sedimentológicos, mineralógicos y geofísicos, control y monitorización de explotaciones mineras y su impacto ambiental: movimientos de tierras, producción de áridos, residuos metálicos, balsas de decantación, etc. Otras aplicaciones Construcción e inspecciones: Inspección de obras desde el aire. Estimación de impacto visual de grandes obras. Control y análisis de multitudes: Manifestaciones, conciertos, etc. Investigación: de una escena de un crimen desde el aire: Accidentes de tráfico. Exploración de lugares de difícil acceso: Cuevas, precipicios, etc. Movilidad y Tráfico: Grabación y monitorización de la situación del tráfico. LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS CON DRON BENEFICIOS Y APORTES DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO CON DRONES Rapidez y reducción de costes son solo algunos de los beneficios que un levantamiento topográfico con drones nos puede brindar. Comencemos por aclarar que la fotogrametría no es más que la recolección de información de la superficie terrestre, a través de la fotografía aérea, por ejemplo, los levantamientos topográficos. En este sentido, se puede decir que este tipo de levantamientos actúan como la operación base para llevar a cabo la representación gráfica del terreno, por lo que resultan un importante factor. Afortunadamente este indispensable elemento de la fotogrametría y topografía se ha visto en constante mejora con el pasar de los años, y todo gracias a nuestras aeronaves no tripuladas favoritas, los drones. Es por esto que hoy hablaremos del levantamiento topografico con drones, y los diferentes beneficios que puede aportar, La rapidez como protagonista Debemos tener en cuenta que con un dron se pueden llegar a cubrir entre 100 y 5000 hectáreas de terreno en UN DÍA, por lo que queda claro que la velocidad figura como la principal ventaja de levantamiento topográfico con drones y que, además, representa un gran avance al compararla con capacidad de los métodos de topografía terrestre tradicionales. MAYOR RESOLUCIÓN Y CALIDAD DE IMAGEN No olvides que, al menos, todos los drones de Stardrones disponen de cámaras HD incorporadas, por lo que la alta resolución permite obtener modelos digitales del terreno mucho más detallados y de mejor calidad. En este sentido, podemos decir que los drones son capaces de generar representaciones en 3D que realmente te sorprenderán, ¿el resultado? Se obtiene una cantidad de información que antes no se podría estudiar. NITIDEZ Y ALTA RESOLUCION NO OLVIDEMOS LA FLEXIBILIDAD Y ALCANCE Con el levantamiento topográfico con drones podremos realizar una recolección de datos terrestres y aéreos, por lo que podremos realizar fotografías verticales y oblicuas combinadas, así como levantamientos topográficos precisos, modelos digitales del terreno y análisis volumétrico, obteniendo un mayor alcance e información gracias a la flexibilidad de uso de estos dispositivos. MENOS COSTOS OPERATIVOS Y MÁS SEGURIDAD ¿Suena a la ecuación perfecta verdad? Pues lo es, y todo se lo debemos a los drones, ya que, primero, el levantamiento topográfico con drones conlleva a una menor cantidad de tiempo de ejecución y un menor consumo de recursos. De hecho una sola persona puede realizar el proyecto. Además, gracias a su facilidad para alcanzar lugares de difícil acceso, con una aeronave no tripulada se podrá reducir el riesgo de acceder a zonas peligrosas. IMPORTANCIA DE LAS CAMARAS Las cámaras son muy importantes en los trabajos de drones. Deben tener un mínimo de propiedades , las cuales ayudarán en el procesamiento de la información. Existen cámaras de todo precio, por lo que los mas baratos producen imágenes de baja resolución solo para trabajos preliminares, sin embargo existen cámaras de buena resolución de promedio de 20 MP, que se utilizan sin problemas en la topografía aérea. Panasonic GH4 Una de las cámaras semiprofesionales más usadas en lo que a la grabación con drones se refiere. Con un peso de tan solo 560 gramos, este potente dispositivo da una resolución 4K interna, sin necesidad de accesorios extra, tanto para la captura de imágenes como para la grabación de vídeos. Solemos volar con cámaras como la Alexa Mini o cámaras Red, que tienen precios que van de los 50.000 hasta casi los 100.000 euros, dependiendo del modelo y los accesorios. A todo esto falta sumarle el precio de las ópticas o lentes adaptables. LOS DRONES EN LA TOPOGRAFIA EL SOFTWARE TAMBIÉN ES CLAVE. El mercado de drones no sólo está compuesto por los fabricantes de dispositivos, sino que también existen muchas compañías que se han especializado en la otra cara necesaria para que los UAV vuelen: el software. Es el caso de DroneDeploy, Se trata de una empresa que no fabrica aeronaves, sino que ofrece una aplicación en modo SaaS (Software-as-a-Service) a través de la que se simplifica y automatiza la trayectoria de vuelo, la toma de imágenes y la captura de datos, procesados luego en la nube y generando modelos en 3D, análisis volumétricos o modelos de terreno. Un servicio 100% gratuito y prácticamente en tiempo real que está atrayendo las miras de muchos curiosos, pero también de profesionales de distintos sectores. Fabricantes de Drones El Futuro… USO DE SOFTHWARE