Aplicaciones de drones en el Perú, experiencias de la PUCP

Aplicaciones de drones en el Perú, experiencias de la

PUCPAndrés Flores

Grupo de Sistemas aéreos no tripuladosPontificia Universidad Católica del Perú

Ingeniero Electrónico Profesor Asociado del Departamento de Ingeniería de la PUCP Coordinador del Grupo de Investigación de Sistemas Aéreos no Tripulados GI-SANT.

Andrés Flores

Somos un equipo multidisciplinario dedicado a la investigación, desarrollo y  aplicación  de las tecnologías involucradas en los Sistemas aéreos no tripulados.

GI-SANT

Grupo de Sistemas Aéreos no Tripulados PUCP

¿Que es un Sistema Aéreo no Tripulados?

Drones en la PUCP

Drones en el glaciar Suyuparina

Impulsar la investigación, desarrollo e innovación de los SANT, incluidas las opciones de arquitectura, diseño, construcción y los sensores necesarios para las diferentes aplicaciones.

Buscar la integración de diversas tecnologías para lograr un SANT viable para propósitos específicos.

GI-SANT

Laboratorio de Sistemas Aéreos no Tripulados

Drone, término popular. UAS Unmmaned Aircraft System UAV Unmanned Aircraft Vehicle. RPA , Remotely piloted Aircraft. Término

Oficial SANT, Sistema Aéreo no tripulado.

¿Que es un Sistema Aéreo no Tripulado?

Aeronave sin piloto humano a bordo. Es piloteada por piloto desde tierra o de

manera automática. Posee sistemas electrónicos de control y de

comunicaciones en la aeronave y en tierra. Posee sistemas que le permite realizar

alguna tarea específica.

Definición de Sistema Aéreo no Tripulado

Ala fija. Multirotor. Globos.

Tipos de SANT

Han sido desarrollados inicialmente para fines militares.

Ejemplo: Predator, encargado por la CIA en la década de los años 80.

Aplicaciones militares

Visión Actual

Permiten observar y explorar desde el cielo pudiendo realizar diversos análisis dependiendo de los sensores a bordo.

Los sistemas aéreos no tripulados (UAS) están revolucionando la forma de explorar nuestro entorno global.

Son una oportunidad para desarrollar investigaciones de punta de manera interdisciplinaria.

Componentes de un SANT

Trabajo interdisciplinarIngeniería de materiales Ingeniería

electrónica

Ingeniería mecatrónica

Ingeniería aeronaútica

Ingeniería telecomunicaciones

Ingeniería mecánica

Disciplina de aplicación. Ejemplos: Agricultura, medio ambiente, arqueología.

Agricultura de Precisión Arqueología Fabricación de un Quadcopter con impresión 3D. Levantamiento Topográfico en Santa María Apoyo a estudios de Antropología. Monitoreo de especies en Selva. Tapirnet. Volcanes Glaciares

Experiencias en la PUCP

Tomar decisiones respecto al uso de insumos para una mayor productividad.

Proyecto PUCP-CIP (2008-2011) . Con financiamiento FINCYT. Se desarrollaron aeronaves Se desarrolló una Cámara Multiespectral. Proyecto PNIA en Ancash actualmente en

ejecución

Agricultura de Precisión

Primera versión de avión a combustible, con capacidad de carga útil de 5 Kg.

Kadet modificado - Envergadura: 2,40 m.- Longitud: 1,80 m.- Peso: 3,2 kg., aprox.

Segunda versión de avión carga útil 5kg, con motor eléctrico brushless

Kadet modificado - Envergadura: 2,40 m.- Longitud: 1,80 m.- Peso: 3,2 kg., aprox.

Tercera versión de avión

Super Squire modificado

Carga útil: 1Kg.

Motor eléctrico brushless- Longitud: 1,30 m.- Envergadura: 1,97 m.- Peso: 1,5 kg.

HelicópteroAlign T-REX 600 GF KIT

Carga útil: 1 Kg.

Longitud: 1,2m.

Altura: 0.4m

X8- Envergadura: 2,12 m.- Peso: 3,5 kg., aprox.- Vuelo programado basado en PIXHAWK de 3DR

Determinación de imágenes NDVI

• Para poder determinar el estado de los cultivos se requiere el uso de índices vegetativos.

• Existen diversos índices vegetativos que relacionan la imágenes obtenidas en diferentes longitudes de onda.

• NDVI, SAVI, PVI, etc.

http://www.odis.ca/ndvi.html

NIR Image

VIS Red Image

Caña de Azúcar - Paramonga

Ruta de vuelo programable

Uva de Mesa - Nazca

Arqueología

Profesor Luis Jaime Castillo Uso de SANTs para el registro topográfico de

ruinas arqueológicas. Generación de modelos 3D.

Construcción de un prototipo de Quadcopter. Desarrollo de un autómata que permita la interacción robot humano (HRI). Diseño y construcción en menos de 2 meses gracias a la impresora 3D Fortus 400mc de la PUCP.

Impresión 3D

http://www.youtube.com/watch?v=L8VskajLmiE

Proyecto TAPIRNET

Proyecto en colaboración Grupo de Telecomunicaciones Rurales de la PUCP y el Instituto de Investigaciones de la Amazonía Peruana, IIAP

Desarrollar una metodología de inventarios de mamíferos en la Reserva Nacional Allpahuayo Mishana en el Kilómetro 26 de la Carretera Iquitos Nauta.

https://www.youtube.com/watch?v=O9ZuVfbofbY

Objetivo: Conocer la característica del terreno de 40 hectáreas para la construcción de un centro tecnológico.

Herramientas: Hexacóptero DJI S800 EVO Cámara Sony NEX7 24.3 Megapixeles.Software Photoscan AgisoftSoftware GlobalMapper

Levantamiento Topográfico en Santa María

Modelo 3D

Ortofoto y DEM

Curvas de Nivel

Topografía convencional

Comparación

Proyecto Sherezade

Trabajo multidisciplinario que integra contenidos antropológicos, transmedia, storytelling y video.

El Roller Derby es un deporte de estrategia, velocidad y habilidad adquirida por el entrenamiento y disciplina.

Proyecto Sherezade

Registrar entrenamientos y partidos. Los partidos son espectáculos de estrategia y pueden ser apreciados desde distintos ángulos con la ayuda de sistemas aéreos no tripulados.

https://www.youtube.com/watch?v=6NRzNNH9rhk

Monitoreo de Volcanes. Proyecto en ejecución con el Instituto Geofísico del Perú

Medir calidad de Aire en Minas. Proyecto del Grupo Innovación Tecnológica - PUCP

Monitoreo de glaciares. Proyecto a elaborar con la UNSAAC y Universidad de

Zurich Sistema de información para agricultores de Ancash

Proyecto PNIA en ejecución.

Volar en los Andes

Hemos sido convocados para asumir el reto de registrar información de la actividad de los glaciares.

Se ha realizado un experimento preliminar en el glaciar Suyuparina.

Monitoreo de Glaciares

Glaciar Suyuparina

Ubicada en la Cordillera de Vilcanota5120 msnm

QAIRA

Características

• Hexacóptero• Peso: 5Kgs.• Dimensiones: 1 metro de diámetro.• Prototipo fabricado como tema de tesis de Ing.

Mecatrónica.• Materiales: Aluminio y piezas fabricadas por

impresión 3d en policarbonato.• Cálculos realizados para la elección de motores,

hélices y baterías para vuelos a 5000 msnm.

Características

Diseñado con el propósito de volar a 5000 msnm.

Autores:• Mónica Abarca, Ing. Mecatrónica• Carlos Saito, Ing. Aeronáutico.• Francisco Cuellar, Candidato a Doctor en

Robótica.

Equipada con sistema Ardupilot de 3D Robotics basado en el procesador ATMega328.

Dispone de sensores inerciales y GPS para la navegación.

Controla los motores

Autopiloto

Equipada con una pequeña computadora basada en Raspberry Pi basado en procesador ARM1176.

Cámara full HD 1080p de 5 Mpixeles.

Carga útil

Vuelo experimental en el glaciar

• Se realizaron experimentos exitosos en el glaciar.

• Se comprobó el funcionamiento del diseño a mas de 5000 msnm.

• Se adquirieron imágenes para la generación de un modelo 3d.

• Se registró información acerca de los parámetros de vuelo, consumo de baterías en alturas elevadas.

Mosaico obtenido a partir de 64 imágenes

MUCHAS GRACIAS

Email: dflores@pucp.edu.pe