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Integración Drone - Sensor Multiespectral

Publicado el : 27/07/2017 15:49:36
Categorías : DJI Chile

Actualmente vivimos en una revolución en la que la tecnología ha topado y seguirá topando la gran mayoría de los escenarios de nuestras vidas, en particular, para la ingeniería, los drones estos últimos 5 años han empezado a destacar por la gran flexibilidad y potencialidad que representan a la hora de hacer trabajos donde un trabajador no puede acceder con facilidad, seguridad para el trabajador, rapidez y eficacia en los procesos de trabajo, entre tantas facilidades.

Los drones de DJI están dominando el mercado de los drones cuadricopteros y multicopteros, entre sus modelos más famosos se encuentra la gama Phantom siendo el Phantom 4 PRO su más actual modelo, la gama Inspire, la gama Matrice entre otros. La gama Matrice, se caracteriza por ser sistemas totalmente empresariales de alto desempeño, su más actual modelo es el Matrice 200, un drone único con protección a rocío y polvo IP43, desarrollado especialmente para trabajos de seguridad e ingeniería, sin embargo, es de tener en cuenta que representa una inversión fuerte para los bolsillos de los consumidores.

Por otra parte, los drones como el Phantom 4 PRO, o el Mavico PRO, son equipos que han estado llegando a un mercado muy extenso, desde algo tan simple como hobby para fotografiar y tomar video amateur, pasando por producciones un poco más elaboradas, hasta llegar a ser herramientas completamente dedicadas a trabajos profesionales, como: fotogrametría, seguridad, entre tantas.

Hablemos de las cámaras multiespectrales en drones. No solo existen cámaras de vídeo y fotografía que capturan los colores tal y como los vemos con nuestros ojos, el ojo humano puede distinguir 3 bandas (Rojo, Verde y Azul), pero existen ondas las cuales no somos capaces de verlas, sin ir más allá, cada día somos “radiados” por las ondas electromagnéticas producidas por el sol (radiación ultravioletas).

Estas cámaras permiten captar esas bandas no visibles por el ojo humano, la organización de estas bandas se realiza mediante sus longitudes de onda o frecuencia. Comprende desde las longitudes de onda más cortas (rayos gamma, rayos X), hasta las kilométricas (telecomunicaciones).

Las cámaras multiespectrales nos permiten notar los pequeños cambios en la radiación, como por ejemplo en la radiación infrarroja para el caso de la agricultura. Es en este campo donde más se están produciendo cambios en la llamada agricultura de precisión, que trabaja para poder optimizar la gestión de los campos y poder planificar las fechas de siembra, usos de diferentes fertilizantes, frecuencia de riego incluso el conocimiento de su momento óptimo de recogida del fruto. Los drones posibilitan el realizar vuelos programados por el usuario para la toma de estos datos casi a ras de suelo y así poder obtener una resolución espacial menor que la usada por los satélites.

Permiten el conteo y supervisión de producción agrícola, supervisión de áreas fumigadas, detección temprana de enfermedades y plagas en cultivos, malas hierbas, cambios climáticos extremos, sobre-plantación, riego inapropiado, mal drenaje, índices de vegetación.

Con los datos anteriores es posible la creación de mapas de cultivo en la que se muestran las zonas buenas del cultivo o zonas que se han de tratar. Posteriormente pueden ser cargadas en tractores robotizados que permiten ser guiados informáticamente y reducir solapes, de esta forma se consigue poder concentrar los abonos, pesticidas y/o fertilizantes en zonas que han de ser tratadas y así poder tener una mayor rendimiento en esas zonas sin derrochar producto en zonas donde ya ha sido tratado o no es necesario.

Las marcas de sensores más conocidos son los TetracamMicasense, y Parrot Sequoia, dependiendo del uso que se le vaya a dar o la finalidad que se requiera se deberá de montar un sensor u otro, ya que cada uno aporta características que lo hacen distinto a los demás.

En Exon RC ofrecemos alternativas para la integración del sistema aéreo junto con el sensor, nos especializamos en la integración de los sensores Multiespectrales Parrot Sequoia y Micasense Rededge con drones Matrice 100, Phantom 4 y Mavic Pro.

Integración Matrice 100 y Micasense Rededge

El Matrice 100 es un una excelente alternativa a la hora de personalizar nuestro UAV. Permite colocar una gran variedad de modelos de cámaras DJI, como lo son la: Zenmuze X3 y Z3, cámaras térmicas XTP, cámaras especiales con zoom óptico como lo es la Z30, además, permite incorporar el sistema Guidance de sensores y hasta un tope de 2 baterías, garantizando 45 minutos idealmente dependiendo del viento y el peso en general.

Por otra parte, la MicaSense RedEdge es una cámara avanzada, ligera y multiespectral, optimizada para su uso en sistemas de aviones pequeños no tripulados, y disponible también para aviones tripulados. RedEdge proporciona datos precisos de múltiples bandas para aplicaciones agrícolas de teledetección. RedEdge es mucho más que una cámara, compartiendo más características de diseño con los satélites de imágenes de la Tierra que con las cámaras estándar de los consumidores. Los sensores de imagen industrial proporcionan un rango dinámico alto en diversas condiciones de iluminación mientras se eliminan artefactos comúnmente vistos en video e imágenes de drones.

La teleobservación multiespectral ofrece perspectivas radicalmente nuevas sobre la salud y el vigor de los cultivos. Permite a los agricultores y agrónomos detectar áreas de estrés en un cultivo y manejar estos problemas de inmediato. Permite la aplicación precisa de los insumos de nutrientes y las acciones preventivas de la enfermedad basadas en las condiciones actuales del campo hoy en día.

El Matrice 100 que se armó, está compuesto por:

-       Dos (2) bahías de baterías.

-       Un (1) radio control.

-       Una (1) Zenmuse Z3.

-       Un (1) gimbal de dos ejes para la el sensor multiespectral.

-       Un (1) sensor multiespectral Micasense Rededge.

-       Un (1) sensor luminoso de la Micasense Rededge.

-       Un (1) Gimbal para la Micasense Rededge.

La integración fue realizada por el cuerpo técnico de la empresa y va desde el análisis del peso de la cámara, las características que se desean anexar al drone, hasta una breve prueba de alimentación y test de la cámara ya sobre el drone.

A continuación algunas imágenes del trabajo realizado.

Integración Mavic Pro o Phantom 4 y Parrot Sequoia

Hay que considerar que el Matrice 100 es un equipo de alta gama, perteneciente al área industrial de DJI, el costo del equipo es de 2.807.900 pesos, por lo que, es un equipo un tanto costoso, dependiendo del grado de uso y proyección del proyecto que se quiera llevar a cabo es una excelente alternativa.

Pero ahora, ¿Son viables otras alternativas de UAV multirotor? La respuesta es “SI”, dependiendo del alcance del proyecto, la cantidad de hectáreas que se necesiten recorrer, las condiciones a las que se expondrá el equipo, presupuesto, entre otras. El DJI MAVIC PRO y el Phantom 4 Pro son alternativas que por defecto no están diseñados para ostentar una cámara adicional, sin embargo existen soluciones para acoplar esa cámara dependiendo de las necesidades.

Ambos equipo, tantom phantom 4 pro como mavic cuenta con excelentes cámaras incorporadas, motores sin escobillas (más eficientes), buen peso y sobre todo buen relación costo producción. El tiempo de duración de la batería de ambos no es menor a 21 minutos reales, a continuación podemos hacer unas estimaciones sencillas:

DJI MAVIC PRO (El cálculo estimado a considera el efecto sobre la batería de peso adicional agregado por el sensor multiespectral).

PHANTOM 4 PRO (El cálculo estimado a considera el efecto sobre la batería de peso adicional agregado por el sensor multiespectral).

Es importante en tener en cuenta que el peso el peso del soporte y la cámara, además de la corriente demandada reducirían unos pocos segundos o hasta minutos el tiempo hábil de vuelo por batería, así que con un buen pack de baterías, HUBs de carga podríamos trabajar con comodidad el sistema.

Es muy importante la estrategia de mapeado y software a implementar. Dependiendo de la cantidad de puntos que se tomen puede teóricamente alargarse o disminuirse el tiempo de vuelo efectivo en mapeo, todas estos puntos son básicos a la hora de realizar cualquiera de estos trabajos en fotogrametría.

Para mayor información no dudes en consultarnos y visitarnos en nuestro local ubicado en las Condes, Orinoco LOCAL 26.

Atte.

Amilcar Rodriguez

Alejandro Pulgar

Soporte Exon RC

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