Termodron 2 : dron autónomo de reconocimiento por termografía

Abstract

El objetivo de este proyecto es continuar con el desarrollo de un sistema autónomo de detección de focos de calor mediante termografía, originalmente implementado por el grupo Termodron 1. El sistema consiste de dos unidades principales, el dron, y la estación de monitoreo y control. Los mismos se comunican en tiempo real entre sí, reportando su estado actual y enviando información relevante al usuario mediante una conexión a Internet. Los cambios y mejoras realizadas al sistema surgen de la evaluación de lo implementado por Termodron 1 y de la necesidad de implementar nuevas funcionalidades. En primer lugar, se rediseña la estación de monitoreo y control, cambiando su implementación de un Arduino a una Raspberry PI 3. Esto genera mejoras en los tiempos de respuesta y conexión a Internet, ya que permite la ejecución de tareas en forma paralela. Se implementa también una plataforma de comunicación en tiempo real con el usuario, lo que permite un mayor control sobre la misión y recepción de información. Para lograr un sistema más estable y robusto, se reemplazan componentes y agregan nuevos, como ser motores y antenas de telemetría. Además, se realiza la implementación de un sistema de recarga inalámbrico autónomo, logrando recargar la batería del dron de forma automática. Esto lleva a su vez al diseño de una base y un sistema de acople automático. Tambi en se mejora el algoritmo de evasión de obstáculos, logrando evadir obstáculos ubicados a 2 m de distancia del dron sin depender del GPS. Por ultimo y no menor, se diseña un algoritmo para el aterrizaje preciso y se realiza la caracterización de varios sistemas para lograr dicho objetivo. Con los cambios y mejoras implementadas, se logra un producto que funciona de la siguiente manera: Cuando un usuario quiere definir la misión que debe cumplir el dron, el mismo puede configurar las características de la misma, en tiempo real, mediante el acceso a un servidor web.

Entre las características de la misión configurables por el usuario se encuentran tanto las coordenadas geográficas a ser recorridas por el dron como las preferencias de la información a ser enviada al usuario por mail. Una vez que la estación de monitoreo recibe la misión, evalúa si es válida y realiza las funciones necesarias para que el dron la ejecute. En caso de ser una misión válida, el dron vuela por las coordenadas especificadas por el usuario relevando puntos calientes, con la capacidad de evadir obstáculos en su trayecto y finalizando la misión cuando se hayan recorrido todos los puntos especificados por el usuario. El estado del dron y toda la información adquirida durante la misión es reportada en tiempo real al usuario, tanto por mail como por el servidor web. Una vez finalizada la misión, el dron vuelve a la estación de monitoreo, donde si es necesario, recarga su batería. La recarga es implementada mediante el diseño un sistema inalámbrico de transmisión de energía, y se ejecuta una vez que el dron reporta un aterrizaje exitoso sobre laa estación. Una vez que el dron se recarga por completo, el mismo queda en espera de una nueva misión.