domingo, julio 29, 2012

jueves, julio 26, 2012

4copter: IMU de 10dof - Presentacion

Introducción:

Los sistemas autónomos últimamente están teniendo una gran acogida, debido, en parte, al abaratamiento de los materiales y a la evolución de la tecnología que permite realizar sistemas cada vez más pequeños.

Vehículos aéreos, terrestres, acuáticos, submarinos e incluso espaciales se están utilizando cada vez más en multitud de campos, desde operaciones militares y de rescate a investigaciones científicas, desde tareas de inspección y mantenimiento a espectáculos o actividades de recreo.

Un sistema automático de control de dispositivos robóticos autónomos (drones) se pueden dividir en varios componentes (vinculados generalmente a una tripulación típica):
  • Piloto: Este componente se encarga de controlar la posición y orientación del drone y realizar los ajustes pertinentes en los actuadores (generalmente motores o servos), para corregir el rumbo, la posición y/o la orientación.
  • Navegante: Este componente se encarga de dictaminar y decidir el rumbo a seguir, a partir de los datos recogidos por el sistema
  • Maquinista: Este componente se encarga de hacer funcionar los actuadores (en un sistema robótico este cometido está realizado por los controladores de los motores).
  • Tele-operador: Este componente se encarga de recibir las ordenes enviadas desde tierra y transmitir la posición y rumbo.

Aunque parecen sistemas muy complejos y especializados, todos estos vehículos tienen muchos elementos en común: un sistema de posicionamiento y navegación, un sistema sensorial y varios actuadores (generalmente motores o servos).

Objetivos:

La finalidad del proyecto 4copter es realizar un piloto para sistema automático de control de dispositivos robóticos autónomos, que se encargará de estabilizar el sistema. Los objetivos específicos del proyecto serán lo siguientes:
  • Arquitectura y protocolo de telemetría. Se creará un protocolo de comunicaciones independiente de la capa física y el modelo de plataforma utilizado. Por otro lado también se implementará un sistema de radio para la comunicación entre el equipo y la estación base.
  • Unidad inercial (IMU) de 10 ejes: Se implementará una unidad inercial de 10 ejes (acelerómetro, giroscopio, magnetómetro y barómetro-altímetro), de esta forma se podrán realizar algoritmos de fusión de sensores que aumenten la fiabilidad del sistema.
  • Hardware Abierto (Open Hardware): Diseñar una plataforma de hardware abierto para que la comunidad científica pueda utilizarla como base de sus proyectos.
  • Hardware reutilizable e independiente de la plataforma: Aunque se ha elegido un cuadróptero como plataforma, se diseñará un hardware independiente de la plataforma, de tal manera que pueda ser reutilizable para cualquier tipo de modelo, sea este aéreo, terrestre, acuático, submarino o espacial.

Aplicaciones:

Las aplicaciones de este tipo de equipos son prácticamente son infinitas. Actualmente se utilizan equipos tele-controlados para inspección de tuberías y alcantarillado, limpieza de conductos, inspección de cascos de barcos, etc. Todos estas tareas son mayormente repetitivas y pueden ser automatizadas mediante un sistema que marque los puntos de interés.

Por otro lado los sistemas automáticos pueden utilizarse para realizar medidas de datos climáticos, de contaminación, de localización (para sistemas de información geográfica), fotografías geoposicionadas, estudios agro-forestales, de fondo marino, estudios de sedimentación en embalses, búsqueda y rescate de personas durante catástrofes, reconocimientos en lugares peligrosos para el ser humano, y otra multitud de aplicaciones que únicamente dependen de la imaginación.