Publication: Diseño y adaptación de carga de pago para UAV ligero
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Publication date
2016-10
Defense date
2016-10-14
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Abstract
En este trabajo se ha abordado la actualización de la carga de pago ya existente en el
UAV Mantis de Indra Systems, un UAV ligero de reconocimiento cuya carga de pago es
un sistema para captar imágenes del entorno y enviarlas a tierra donde los operadores
puedan procesarlas. La actualización consiste en mejorar lo máximo posible la calidad de
imagen captada por el UAV, respetando las limitaciones de espacio y peso existentes en
la plataforma.
Para conseguir este objetivo se ha adaptado la tecnología de gimbal brushless usada en
estabilizadores de cámaras para multirrotores de gran tamaño y en estabilizadores de
cámara de grabación profesional, reduciendo todo lo posible su tamaño, peso e impacto
aerodinámico en el UAV.
Debido a que tanto los medios como el tiempo eran limitados se optó por reutilizar parte
de los componentes de la carga útil de la que se parte y realizar el trabajo de forma
iterativa para consolidar los cambios que se iban realizando durante el desarrollo.
Una vez estudiados los fundamentos teóricos para la introducción de la nueva tecnología,
se han desarrollado y construido dos prototipos. En el primero se mantienen los dos ejes
de la gimbal de la carga útil de la que se parte, pero se sustituyen los servos de control
por dos motores brushless. Este cambio lleva aparejado la adaptación de la carcasa, el
cambio completo de la electrónica de la carga de pago para el control de estos motores, y
además se introduce una placa de desarrollo con un microchip de 32 bits donde se ha
implementado el software de control. Se comprobó que una gran mejora en la calidad de
las imágenes siempre que se trabajara en el punto de equilibrio de la cámara, pero al
alejarse de este punto se perdía el control.
Para corregir los problemas que se mantenían en el primer prototipo se optó por añadir un
nuevo eje al gimbal. De nuevo hubo que modificar la carcasa para albergar al tercer motor
que controla el nuevo eje, así como adaptar la electrónica y el software de control para
poder controlar también el tercer eje. Con este prototipo se pudo verificar que el uso de
esta tecnología mejora notablemente la estabilidad de la imagen evitando además los
problemas que plantea el uso de servos para este fin.
Una vez demostrado que el uso de esta tecnología es viable en el UAV Mantis se ha
fabricado el modelo final según los cánones de fabricación de Indra Systems y
actualmente está en fase de control de calidad.
Description
Keywords
Carga de pago, Ángulos de Euler, Motor Brushless, UAVs, Vehículo Aéreo no Tripulado (UAV)