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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Civil DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CONSTRUCCIÓN

Trabajo de Investigación:

PRODUCTO INNOVADOR EN LA CONSTRUCCIÓN: DRONES Curso:

GESTIÓN EMPRESARIAL EN LA CONSTRUCCIÓN I

“G”

Sección:

Docentes:

Ing. TACZA ZEVALLOS, JOHN NELINHO Ing. TANG TAM, YUET WA

Integrantes: ALLCA TOCAS, Marco Antonio ASCENCIO RAMOS, Jhonny COMETIVOS CLAUDIO, Wins Mel CRUZ COSME, Aldair Jhonatan POZO RAMÍREZ, Joel Fecha de Entrega:

07/05/19

Lima 2019 – I

20130088J 20132509B 20100098G 20132568I 20131143D

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ÍNDICE 1.

DEFINICIÓN DE DRON ...........................................................................................................3

2.

ORIGEN DE LOS DRONES .....................................................................................................3

3.

TIPOS DE DRONES...................................................................................................................4

4.

CARACTERÍSTICAS Y PRECIOS DE DRONES ..................................................................6

5.

LOS DRONES Y SUS APLICACIONES EN LA INGENIERÍA CIVIL............................... 9

6.

SOTWARE EN DRONES ........................................................................................................ 14

7.

PLANIFICAR EL VUELO ...................................................................................................... 15

8.

DRON EN LA FIC-UNI ........................................................................................................... 16

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1.

DEFINICIÓN DE DRON

Los drones son Aeronaves no tripuladas que se controlan de forma remota y pueden ser utilizados para realizar o llevar a cabo diferentes tipos de misiones y tareas. Los drones pueden ser manejados de diferentes formas: 

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

2.

Manual: muy pocos equipos en la actualidad se manejan de forma manual. Quizá los equipos más importantes en la actualidad que se siguen pilotando de forma manual son los Drones de Carrera. Semi automático: esta es la forma en la que la mayoría de los pilotos de drones volamos cuando nos iniciamos. Este es un modo en el que el operador del equipo tiene el control principal de las funciones del Drone, sin embargo está ‘ayudado’ por el sistema GPS, giroscopios y otros sistemas de seguridad del equipo. Automático: en este modo, el Drone actúa de forma similar a un piloto automático. La labor del operador profesional del equipo en este caso es pre programar una misión que el Drone ejecutará y una vez la máquina se encuentre realizando la tarea, el piloto debe estar atento para asistir en caso de emergencia. Autónomo: por ahora en muchos países la utilización de estos equipos de forma autónoma está prohibida y este es un modo en el que nuestro drone toma decisiones por si sólo. Apoyándose en la tecnología de Inteligencia Artificial el drone aprende y decide de acuerdo a su entorno. En este caso la presencia humana es accesoria y no es necesaria. ORIGEN DE LOS DRONES

Los Drones tienen su origen, (como muchos de los adelantos tecnológicos en la actualidad) en las fuerzas militares. Hace ya casi un siglo que los primeros ‘drones’ empezaron a utilizarse en las guerras, primero en forma de teledirigibles que permitían obtener información del enemigo, hasta la actualidad en donde encontramos drones autónomos que atacan ejércitos o incluso Drones contra Drones son cada vez más frecuentes. El desarrollo de las últimas dos décadas en el ámbito militar, ha hecho bajar los costos de esta tecnología y es gracias a esto, en parte, que hoy tenemos Drones con tecnología de punta a precios bajos.

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3.

TIPOS DE DRONES

DRONES DE ALA FIJA Los drones de ala fija son aeronaves que poseen un perfil alar que permite que la aeronave pueda moverse a través del aire y sea capaz de generar fuerzas sustentadoras para mantenerse en el aire. Este tipo de drones tienen una estética muy similar a los aeromodelos de radiocontrol. La principal característica de este tipo de drones es la gran autonomía que nos ofrecen ya que pueden estar volando varias horas gracias a su eficiencia aerodinámica. Los drones de ala fija son ideales para mapear grandes superficies de terreno ya que con una única batería se cubren grandes extensiones de terreno. Por este motivo son drones muy utilizados en trabajos de agricultura de precisión y de fotogrametría.

Despliegue de un dron de ala fija A diferencia de los drones de ala rotatoria, con este tipo de drones no es posible realizar vuelos estacionarios. Por tanto, no podremos realizar trabajos que requieran que el drone este volando fijo a una altura determinada como pueden ser, por ejemplo, los trabajos de inspección. Otra particularidad de este tipo de drones es que no pueden despegar ni aterrizar en vertical. Para el despegue de un drone de ala fija necesitaremos una persona que se encargue de lanzarlo a mano o disponer directamente de una catapulta. La gran mayoría de los drones de

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ala fija actuales ya son capaces de realizar aterrizajes de forma autónoma pero hay que tener en cuenta que se necesita una superficie lo suficientemente grande y en buen estado para que el drone no sufra ningún percance.

DRONES DE ALA ROTATORIA Los drones de ala rotatoria, o más conocidos como multirrotores, son los tipos de dron más extendidos y más utilizados por los profesionales del sector. Si bien es cierto que existen otros tipos de drones de ala rotatoria, solamente vamos a analizar los multirrotores por ser los drones más comunes del mercado. La principal diferencia de los multirrotores con respecto a los drones de ala fija radica en la forma en la que consiguen mantenerse en el aire. Mientras que los drones de ala fija consiguen la sustentación a través de su perfil alar, los multirrotores generan la sustentación a través de las fuerzas que generan las hélices de sus rotores. Según el número rotores que monte el drone existen: tricópteros (3 motores), cuadricópteros (4 motores), hexacópteros (6 motores) y octacópteros (8 motores).

Ejemplo del dron cuadricóptero La principal características de los multirrotores es su versatilidad. De una forma sencilla se le pueden instalar diferentes tipos de cámaras (cámaras RGB, multiespectrales, termográficas…) que nos permiten realizar un gran abanico de trabajos. Además, con este tipo de drones vamos a poder realizar vuelos estacionarios lo que nos va a permitir realizar ciertos trabajos que con un drone de ala fija sería imposible realizar como, por ejemplo, trabajos de inspección.

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Los multirrotores son capaces de despegar y aterrizar de forma vertical. La puesta en marcha de este tipo de drones es mucho más rápida que con los drones de ala fija ya que pueden despegar y aterrizar prácticamente desde cualquier lugar al no necesitar de una superficie de terreno adecuada para ello. El principal inconveniente de este tipo de drones es su autonomía. Los multirrotores tienen un elevado consumo energético debido a la necesidad de que todos sus rotores deben de estar en funcionamiento para que la aeronave permanezca en el aire. En el mejor de lo casos nos van a ofrecer unos 20 minutos de vuelo. Por tanto, si se necesitan mapear grandes extensiones es inevitable disponer de varios juegos de baterías con el sobrecoste en tiempo y dinero que esto conlleva. Como vemos, existen diferentes clases de drones y tanto los drones de ala fija como los de ala rotatoria tienen sus ventajas e inconvenientes. La elección entre un tipo de drone u otro dependerá de las características del tipo de trabajo a realizar.

4.

CARACTERÍSTICAS Y PRECIOS DE DRONES

DJI Mavic 2 Enterprise Zoom PRECIO: $.2700          

Sensor CMOS de 12MP 1 / 2.3 "+ Grabación 4K Imágenes de zoom óptico de 2x 24-48 mm + 48MP Alcance de transmisión de 5 millas Detección de obstáculos omnidireccional Tiempo de vuelo máximo de 31 minutos 24 GB de almacenamiento protegido por contraseña Imágenes dinámicas de zoom + GPS con marca de tiempo Alertas de DJI AirSpace en aviones cercanos Proyector, altavoz y baliza incluidos Control remoto incluido

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Scooter submarino Sudblue PRECIO: $.1050       

Deslizamiento bajo el agua hasta 3.4 mph Bucear a 131 'Profundidades Batería recargable dura 30 minutos Montaje de cámara de acción Flotador para lograr una flotabilidad positiva Diseño portatil Incluye bolsa de lona

DJI Phantom 4 RTK con estación móvil D-RTK 2 GNSS PRECIO: $.8260 El Phantom 4 RTK Quadcopter con D-RTK 2 GNSS Mobile Station Combo de DJI es un quadcopter Phantom 4 con tecnología adicional diseñada para brindar mapas precisos a nivel de centímetros que pueden ser extremadamente útiles para levantamientos, sitios de construcción e inspecciones. Utilizando un receptor RTK en la parte superior de Phantom 4 y un módulo GNSS incorporado, el Phantom 4 RTK puede alcanzar una precisión de posicionamiento RTK horizontal de 1cm + 1ppm RTK y una vertical RTK de 1.5cm + 1ppm. Además del receptor RTK y el módulo GNSS, el Phantom 4 RTK puede lograr tal precisión gracias al sistema TimeSync de DJI y al proceso de calibración de la cámara de cardán. La cámara es la misma que la del Phantom 4 estándar, pero con el Phantom 4 RTK, cada cámara tiene medidas de distorsión de lentes radiales y tangenciales. Se agregan a los metadatos de todas las imágenes capturadas, lo que permite un procesamiento posterior preciso que explica las distorsiones.

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El Phantom 4 RTK puede realizar tareas de mapeo en tiempo real, pero este paquete también incluye una estación móvil D-RTK 2 GNSS y un trípode separados para ayudar a compensar las ubicaciones donde el Phantom 4 experimenta una señal pobre o nula. La estación móvil puede acceder a GPS y GLONASS para proporcionar datos diferenciales en tiempo real, y puede comunicarse a través de OcuSync, 4G, Wi-Fi o LAN. Al realizar el mapeo, los pilotos pueden utilizar los modos de fotogrametría y vuelo de punto de referencia en la aplicación GS RTK que brindan una funcionalidad específica del mapeo, como la selección de rutas de vuelo y la carga directa de archivos de área KML. Combínelo todo y tendrá una solución de mapeo de nivel empresarial que puede usarse de inmediato.

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5.

LOS DRONES Y SUS APLICACIONES EN LA INGENIERÍA CIVIL

En los últimos tiempos el uso de aeronaves no tripuladas o remotamente tripuladas se ha vuelto muy popular, esto gracias a su versatilidad, facilidad de utilización y economía. Estos sistemas son conocidos como Unmanned Aircraft Systems (UAS), Unmanned Air Vehicles (UAV), Micro Air Vehicles (MAV) o simplemente Drones, Minidrones o Microdrones, según sus dimensiones y peso. No son sistemas nuevos, existen ya hace varias décadas, aunque en sus inicios su principal utilidad era en el área militar y luego se expande al público en general, siendo hoy en día muy común su utilización , lo que nos ha llevado a analizar la necesidad de disponer de regulaciones adecuadas para una utilización segura y ordenada, regulaciones que deben ir adaptándose continuamente a medida que las aeronaves utilicen tecnologías mas novedosas. Podemos encontrar las regulaciones y políticas de la Administración Federal de Aviación de los estados Unidos (FAA), para el uso de estas aeronaves. En la República Dominicana el uso de las aeronaves tripuladas a distancia es controlado por el Instituto Dominicano de Aviación Civil (IDAC), a través de la Resolución No. 008-2015. Entre los usos relacionados a la ingeniería se destacan: Controles ambientales (Control de Calidad del Aire) Con el crecimiento constante de las ciudades uno de los impactos críticos y que necesitan de control y estudio constante, son los impactos ambientales. Para esto necesitamos instrumentos de medición de la contaminación atmosférica, los cuales han sido instalados de forma tradicional en aeronaves convencionales y globos. Con los avances de la tecnología se han desarrollado nuevos sensores miniatura de medida de la concentración de gases, lo que permite que estos puedan ser instalados en los drones, así como en cualquier otro sistema móvil. Esto permitirá hacer observaciones continuas en diferentes entornos y con los sistemas de GPS se pueden almacenar los datos de contaminación geolocalizados, así como datos de presión, temperatura y humedad.

Aplicaciones Cartográficas La cartografía interpreta, analiza y representa gráficamente una superficie determinada. Una herramienta básica utilizada para la cartografía es la fotogrametría, que permite determinar propiedades geométricas y situaciones espaciales a partir de imágenes fotográficas; la fotointerpretación que permite determinar los elementos que intervienen en el terreno y el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) que permite determinar las coordenadas de cualquier punto de la superficie terrestre con gran precisión.

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Tradicionalmente las imágenes son obtenidas con satélites o aviones, pero para utilizar los satélites debemos primero ver su disponibilidad, además la precisión no es exactamente su fuerte y a la hora de utilizar aviones obtenemos imágenes de menor precisión, esto debido a que la velocidad y altura de vuelo deben ser mayores, por supuesto ni hablar de los costos y el tiempo que este método de obtención de imágenes representa. Por su parte el uso de drones con el equipamiento necesario para esta tarea, nos otorga imágenes de alta resolución, en corto tiempo y a un costo reducido. Esta superficie capturada con precisión, permite generar una cartografía que representa la realidad y que sirve para la creación de distintos mapas como son:  Modelo Digital de Elevaciones (Modelo Digital de Superficie) y Modelo Digital del Terreno.  Mapas Topográficos.  Mapas de Usos del Suelo. Aplicaciones a la Prospección y Explotación de Recursos Minerales

Para la extracción de minerales que se encuentran en la tierra se requiere un proceso de prospección para localizar los yacimientos y, posteriormente, de exploración y de investigación para conocer su morfología y características o propiedades.

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UNI - FIC – Dpto. Académico de Construcción – CO922”G” PRODUCTO INNOVADOR: DRONES 2019-I Las ventajas que nos brindan los drones en este sector son muy amplias, pero podemos mencionar algunas como son:  No intrusivo, por lo tanto no provoca daños al medioambiente.  Gran cantidad de recolección de datos de forma rápida y económica.  Se pueden cubrir áreas grandes a costos reducidos.  Se pueden obtener datos de áreas remotas, accidentadas y con cobertura vegetal densa.  Pueden permanecer en vuelo por hasta 30 horas, a diferencia de las aeronaves tripuladas que solo pueden permanecer en vuelo por alrededor de cinco horas, para que el piloto pueda mantener la concentración.  Pueden sobrevolar regiones hostiles, en las que existe un riego para los pilotos.  Debido a su equipamiento efectúan escaneos precisos, vuelan de noche y a baja altura para mejorar la resolución de datos.  Debido a los bajos costos de adquisición y mantenimiento se reducen los costos de estudio por kilómetro de alineación sobrevolado, por lo que pueden sobrevolar varias veces una zona, de manera que se obtenga un gran volumen de datos. Para la prospección empleamos una rama de la Física que estudia las estructuras ocultas en el interior de la tierra y la localización de cuerpos, esta rama es conocida como Geofísica. Los estudios se realizan a través de observaciones en la superficie terrestre, buscando contrastes o anomalías en las propiedades del terreno para llegar a la información requerida. Los sensores utilizados en minería no son de gran magnitud por lo que pueden instalarse perfectamente a las aeronaves tripuladas a distancia, pudiendo hacerse , dependiendo las necesidades, Magnetometría Aérea, Gavimetría Aérea, Electromagnetismo, Radiometría Aérea, Aerofotogametría y Levantamientos Topográficos de detalle. Aplicaciones Hidrológicas

Sin duda alguna la permanencia y efectividad del hombre en el mundo, tal como lo conocemos, depende de los recursos hidrológicos, estos representan grandes masas de agua que gracias a los avances electrónicos e ingenieriles en general, se ha posibilitado un mayor acercamiento y conocimiento de estos. Los vehículos utilizados para el conocimiento hidrológico, en su mayoría, son submarinos no tripulados, dentro de los cuales podemos encontrar los (ROV) que operan remotamente mediante cable umbilical, los (UUV o UAV) que son completamente autónomos y existen también los híbridos que se adaptan a distintos grados de autonomía.

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UNI - FIC – Dpto. Académico de Construcción – CO922”G” PRODUCTO INNOVADOR: DRONES 2019-I Algunas de la aplicaciones más comunes en estos vehículos son:  

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Estudio de la calidad del agua: Se llevan a cabo de forma efectiva con plataformas del tipo UUV y planeadores submarinos, en zonas de especial sensibilidad ecológica. Estudio y caracterización de la batimetría de los fondos en aguas continentales y oceánicas: Puede llevarse a cabo por vehículos ROV o UUV dependiendo de la extensión del área a estudiar, es un estudio de interés para empresas que realicen obras portuarias o costeras, empresas que realicen estudios de impacto ambiental y todas las operaciones afines. Estudio de la composición y dinámica de los sedimentos tanto en lagos y pantanos como en zonas costeras y oceánicas: Se lleva a cabo con sistemas mecánicos adaptados. Estudio de las corrientes marinas: Se puede llevar a cabo con vehículos UUV o planeadores submarinos, con los cuales se puede establecer el recorrido y la magnitud de las corrientes. Detección de fenómenos geológicos: Con la ayuda de un dispositivo en superficie o en movimiento en profundidad y un dispositivo en el fondo marino, se pueden detectar fenómenos geológicos como terremotos o tsunamis y transmitir información respecto a la velocidad, intensidad y dirección del mismo.

En el caso de los vehículos aéreos no tripulados, se le puede sacar provecho en el área de la hidrología a aplicaciones como:  Fotogravimetría  Ortofoto  Topografía Pudiendo con esta información realizarse estudios de cauces, inundaciones de zonas para análisis de desastres, así como análisis de contaminación mediante sensores, para evaluar el impacto medioambiental y la vigilancia sobre la correcta disposición de las aguas residuales en las industrias. Aplicaciones en el Control de Obras y Evaluación de Impactos En todo proceso constructivo el control y la evaluación de impactos en un obra, tiene y debe tener un trato especial, para una eficiente evaluación se deben tener en cuenta algunos procesos entre los cuales podemos destacar:  Medición inicial, para diseño y estudio de los impactos medioambientales.  Seguimiento visual, para poder controlar los diferentes procesos y generar medidas de corrección.  Mediciones parciales, para certificación de trabajos y posibles correcciones .  Medición final, para la culminación de la obra. Comúnmente vemos que las técnicas utilizadas para estos trabajos han sido la Topografía Clásica y la Fotogrametría, pero en la actualidad hemos apostado por la utilización de drones, ya que sus características permiten cubrir las necesidades en el control de obra, recogiendo bondades tanto de la topografía como de la fotogrametría.

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Poseen amplias ventajas y las mas destacas de ellas son su rapidez, economía, precisión y la manera sistemática de trabajo. Arroja resultados como nubes densas de puntos, modelo digital del terreno u orto-foto para utilizarlas tanto en cubicaciones como en el diseño de proyectos de explotación. También se pueden utilizar para obtener fotografías oblicuas, para el seguimiento de las obras a nivel métrico y seguimiento visual con vuelos constantes. A medida que agregamos sensores a los drones, podemos ir ampliando sus funciones y bondades, por ejemplo, al agregar sensores térmicos podemos analizar y aislar los fenómenos que producen diferenciales de temperatura en los materiales, los sensores atmosféricos nos permiten valorar y cuantificar el impacto ambiental de la obra. Dentro de los ejemplos de aplicación en el control de obras se encuentran    

Detección de betas de materiales en frentes de cantera Análisis del estado de materiales Detección de cambios de forma automática Detección de vicios ocultos

Aplicaciones al Mantenimiento de Líneas Eléctricas Debido a que las líneas y subestaciones eléctricas tienen, generalmente, elementos que se ubican a gran altura por razones de seguridad, además, en ocasiones pueden estar ubicadas en zonas de difícil acceso, el uso de vehículos aéreos tripulados remotamente nos proporciona una herramienta idónea para el acceso a estas instalaciones. El uso de vehículos aéreos tripulados para el mantenimiento de líneas de alta tensión no es algo nuevo, lo que se intenta en la actualidad es integrar a los vehículos aéreos tripulados remotamente, para que desarrollen actividades similares a las realizadas por los métodos convencionales. Se han desarrollado diferentes proyectos de investigación, en busca de la integración de la tecnología de los drones en inspección de líneas eléctricas, para su uso en cartografía de líneas y subestaciones, apoyo en caso de emergencia, transporte de cargas y tendido de cables.

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Si se logran concretar las investigaciones, demostrando su fiabilidad y rendimiento, se podrían utilizar y aprovechar sus ventajas, como son la reducción de costos, reducción de riesgos laborales y versatilidad de uso.

6.

SOTWARE EN DRONES

en 2017 el volumen de negocio del mercado de software a nivel mundial era de 389 millones de dólares. Pero para 2025 se prevé que sean 5.385 millones. Así lo estima la firma analista QY Research. El estudio que ha llevado a cabo esta firma menciona algunas empresas que jugarán un papel importante en este mercado del software. Entre los nombres que se citan están los de Dronedeploy, 3DR y Airware. Aunque también se hace una mención especial de Pix4D, Precisionhawk, Aerovironment, Skyward o Sensefly. QY Research señala que el mercado del software destinado a los drones se guiará por diferentes sectores, como la construcción, la agricultura o la minería. Entre todos ellos destaca el de la construcción, que en 2017 se llevó más del 30% del volumen de negocio. El estudio tiene en cuenta sobre todo a los actores de talla internacional. Si bien existirán también una serie de actores locales que jugarán un papel importante, siempre que sepan diferenciar su oferta con una personalización adecuada a las necesidades geográficas de sus clientes. En España una de las empresas que ofrece software para drones es Aerial Insights. Más allá del propio dron, el valor de estas aeronaves no tripuladas está en los datos que puedan recopilar y en cómo se puedan estos procesar. Ambas tareas solo se pueden optimizar con herramientas de software cada vez más específicas y que den mayores facilidades para que los operadores o sus clientes obtengan resultados.

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PLANIFICAR EL VUELO

Aunque la pericia de los pilotos es un factor decisivo, la precisión milimétrica que se necesita en algunas ocasiones es muy difícil de conseguir. La tecnología actualmente nos brinda aplicaciones que nos van ayudar a planificar vuelos y así conseguir ese plus. En el mercado existen una buena variedad de aplicaciones que pueden ayudarnos tanto si estamos empezando en el mundo de los drones, como si lo que pretendemos es realizar una actividad profesional con ellas. Podremos encontrar aplicaciones específicas para un determinado tipo de dron o para una marca, pero además en este post vamos a nombrar las más conocidas o las más utilizadas según otros parámetros como software, tipo de controladora. Muchas de estas apps ofrecen versiones básicas gratuitas que nos permiten probarlas. Si deseamos o necesitamos más prestaciones, podremos ir pasando a versiones más completas ya de pago.

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Free Flight pro Aplicación para drones de la marca Parrot. Detecta automáticamente el tipo de dron que estas pilotando y permite programar rutas sencillas y pilotar el rpa desde la propia aplicación.

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Breeze cam app Esta aplicación para drones de la marca Yuneec permite varios modos de vuelos automatizados, como la opción selfie u orbit. Además, podrás pilotar el dron desde tu móvil o tablet.

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DJI Go Aplicación oficial de Dji para conectar la cámara de tu dron DJI con tu móvil o tablet. Con esta app podrás confi gurar ciertos aspectos de tu cámara y hacer grabaciones.

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Pix4D capture Este software pertenece a Pix4D y permite configurar vuelos en algunos drones (Phantom, Inspire, ebbe, 3DR Solo, Parrot Bebop2). Se pueden crear modelados 3D y cualquier otro tipo de mapeo que soporte el programa. Indicado para Android e IOS.

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eMotion Sensefly El ala fija de SenseFly (ebbe) viene con un programa específico. Este programa puede configurar vuelos para este dron ala fija concretamente y los sensores homologados para ella. Los datos son procesados por uno de los softwares más potentes y conocidos: Pix4D.

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Mission Planner Es una estación de control terrestre compatible solo con Windows. Permite planificar, cargar y guardar misiones autónomas, descargar y analizar los registros de la misión, configurar y poner a punto el vehículo para un rendimiento óptimo.

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UGCS a principal virtud de esta aplicación es que da soporte a la gran mayoría de controladoras y drones del mercado. Desde Parrot hasta DJI pasando por Microdrones, 3DR. Permite configurar el dron en la propia app, desde la controladora hasta la carga de pago. Si introducimos los valores de las cámaras, calculará todo lo necesario para hacer vuelos fotogramétricos. En ACG Drone hemos apostado por este último software, y hasta ahora no ha habido ningún dron ni sensor que no se haya podido configurar.

8.

DRON EN LA FIC-UNI Se usa el dron PHANTOM 4 – DJI, el cual es utilizado para la toma de fotografías y videos para las obras ejecutadas por la Facultad.

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9. FUNCIONAMIENTO DE UN DRONE CUADRICÓPTERO Un Drone – Cuadricóptero es una máquina capaz de volar y para ello utiliza cuatro hélices o rotores. Aunque los diseños pueden ser diferentes de unos a otros, hay ciertos componentes mecánicos y eléctricos que son necesarios. Vamos a ver algunos de ellos para el funcionamiento del cuadricóptero:

COMPONENTES MECÁNICOS DE UN DRONE – CUADRICÓPTERO ESTRUCTURA Es la parte donde se ensamblan y apoyan el resto de componentes. Puede tener diferentes tamaños y diseños, pero su principal objetivo o función será la de reducir al máximo las vibraciones producidas por los motores. Por otro lado, es importante que el material empleado en la fabricación de la estructura, tenga las propiedades de ser fuerte, rígido y ligero, como la fibra de carbono. Hélices Habrá cuatro en total, una por cada motor. El tener cuatro hélices hará que el cuadricoptero sea más estable en el vuelo. Motores

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UNI - FIC – Dpto. Académico de Construcción – CO922”G” PRODUCTO INNOVADOR: DRONES 2019-I Un cuadricoptero tiene cuatro motores y en cada uno de ellos se conecta una hélice. Se sitúan en la parte exterior de los brazos de la estructura.

COMPONENTES ELÉCTRICOS DE UN DRONE – CUADRICÓPTERO Control electrónico de velocidad Es un componente esencial en el vuelo, ya que interpreta la información que recibe de la placa controladora y varía la velocidad y dirección en el movimiento del cuadricoptero.

Batería Alimenta de energía todos los componentes eléctricos. Control remoto Es el dispositivo que controla el funcionamiento del cuadricoptero desde el suelo hacia el vuelo y viceversa. Algunos controles remotos pueden ser sustituidos por software en smartphones y tablets.

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Placa controlodora Es la placa controladora de vuelo. Su propósito es asegurar la estabilidad en el vuelo y esto se consigue transmitiendo información al Control Electrónico de Velocidad (ESC)

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MECÁNICA DE UN CRADRICÓPTERO Como hemos mencionado, para el funcionamiento del cuadricóptero se usan cuatro motores con hélices, dos giran en el sentido de las agujas del reloj y las otras dos en sentido contrario. Las cuatro hélices trabajan al mismo tiempo para crear la fuerza de empuje necesaria para llevar al dispositivo hacia arriba.

Variando el empuje que se ejerce con cada hélice se puede conseguir una estabilidad completa del aparato. El peso total del cuadricóptero se divide entre cada uno de los motores y modificando el par de cada uno de ellos, podremos controlar el vuelo. Un cuadricoptero tiene cuatro tipos de movimiento: guiñada (hacia la derecha o izquierda del eje vertical), inclinación (hacia la derecha o izquierda del eje longitudinal), cabeceo (rotación hacia delante o hacia con respecto al eje transversal) y altitud (elevación en vertical). Estos movimientos están controlados por la variación o el ajuste de la propulsión en cada hélice. Por ejemplo, si queremos que el cuadricoptero se incline o cabecee, deberemos incrementar la propulsión de una de las hélices y al mismo tiempo reducir la propulsión de la hélice opuesta.

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UNI - FIC – Dpto. Académico de Construcción – CO922”G” PRODUCTO INNOVADOR: DRONES 2019-I Esto debe hacerse de forma simultánea y al mismo nivel lo que producirá que la fuerza del vector se divida en dos componentes, la horizontal y la vertical, que tendrá dos consecuencias: La primera es que el cuadricóptero empezará a volar en sentido contrario al componente horizontal, y la segunda es que el componente vertical será más pequeño causado por el disminución de la fuerza del vector. Esto provocará el descenso vertical en el funcionamiento del cuadricóptero. Para que esto no ocurra, es necesario incrementar la propulsión de las cuatro hélices.

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