AVIÓNICA Y SISTEMAS
SISTEMAS AÉREOS NO TRIPULADOS
CATEC cuenta con una amplia experiencia en el desarrollo de soluciones a medida y prototipos avanzados basados en UAS/drones que aportan soluciones a problemas reales, o mejoran procedimientos y operaciones haciéndolos más eficientes.
Además es uno de los principales centros tecnológicos de drones a nivel europeo, habiendo desarrollado tecnologías punteras a nivel mundial, tales como la capacidad de manipulación aérea con robots aéreos, el aterrizaje sin GPS de un dron sobre una plataforma móvil, y la navegación inteligente y autónoma en interiores.
Adicionalmente, es importante poner en valor que FADA-CATEC cuenta con su propia tecnología de Autopiloto, GCS (Ground Control System) y Sistema de Misión, siendo capaz de desarrollar soluciones a medida en un reducido plazo de tiempo.
Estas tecnologías pueden aplicarse a sectores como la Agricultura de precisión, inspección de infraestructuras industriales, seguridad, monitorización medioambiental, topografía y cartografía, navegación en interiores.
SISTEMA DE NAVEGACIÓN PARA UAS BASADO EN GPS AUMENTADO
Este Sistema permite mejorar las propiedades del sistema GPS para aumentar la tasa de estimaciones de posición del dron.
El Sistema de navegación está basado en un sistema GPS aumentado con el uso de sensores inerciales (IMU) de tecnologías MEMS ( Sistemas-Micro-Electro-Mecanicos). Además, el sistema puede mejorar sus prestaciones con la integración de un magnetómetro y un altímetro de precisión. Por otra parte, para aeronaves de ala fija, permite integrar un sistema de datos de aire (Air Data System) que pueden ser empleados para calcular la velocidad con respecto al viento.
Está basado en un filtro de Kalman Extendido que consiste en un algoritmo que permite fusionar información de varios sensores con distintos niveles de precisión y nivel de actualización proporcionando estimaciones de posición y actitud mas precisas que las que q proporcionarían los sensores por separado, así mismo puede usarse con una amplia gama de sensores tales como inerciales, sistema GNSS, sistema de navegación en interiores, etc...
CATEC cuenta con el personal y equipamiento para desarrollar y adaptar no sólo el software embarcado necesario para el sistema de navegación, sino también el hardware completo que integraría la unidad de procesamiento y los sensores necesarios.
Este sistema puede ser aplicado en otros sistemas de navegación avanzado en vuelos automáticos para llevar a cabo operaciones de alta precisión ( inspecciones, aterrizaje en plataforma móvil, vigilancia).
AUTOPILOTO PARA AERONAVES NO TRIPULADAS
El autopiloto es el subsistema de aviónica que va embarcado en el dron, encargado de mantener la estabilidad de la aeronave y llevar a cabo las acciones que son comandadas por el piloto desde la estación de control de tierra.
Este autopiloto esta formado por un sistema hardware propio y algoritmos desarrollados en el CATEC. El SW se ha desarrollado usando la metodología ‘Model Based development’
Por último, cuenta con un sistema de pruebas HWIL que permite validar el comportamiento del autopiloto antes de realizar los primeros vuelos de prueba, aumentando de forma considerable el nivel de robustez del autopiloto.
CATEC cuenta con el personal y equipamiento para desarrollar el hardware y el software del autopiloto para aeronaves no tripuladas, tanto de ala fija como rotatoria, dirigibles y parapentes.
SISTEMA DE SEGUIMIENTO AUTOMÁTICO ROBUSTO ANTE OCLUSIONES
Este Sistema de seguimiento utiliza técnicas de visión por computador e inteligencia artificial para la detección de objetos móviles de interés a partir de imágenes aéreas. También hace uso de técnicas probabilísticas avanzadas que permiten el seguimiento automático de uno o varios de estos objetos móviles, incluso en presencia de oclusiones parciales de alguno de ellos, u oclusiones totales durante un breve período de tiempo.
El Sistema desarrollado puede ser utilizado tanto por cámaras visuales (RGB) como por cámaras infrarrojas (IR) usadas como carga de pago.
El sistema requiere un nivel de capacidad de computación suficiente para poder ser embarcado en una aeronave y poder realizar todo el procesamiento a bordo y en tiempo real.
El Sistema puede ser configurado para operaciones de vigilancia, salvamento y rescate, control de tráfico entre otros.
SISTEMA DE GENERACIÓN DE TRAYECTORIAS Y REPLANIFICACIÓN PARA UNA O MÚLTIPLES AERONAVES
Este Sistema permite calcular las trayectorias óptimas y planes de vuelo eficientes para un dron o una flota de ellos.
El Sistema utiliza algoritmos avanzados de búsqueda de grafos para calcular las trayectorias óptimas o los planes de vuelo eficientes, pudiéndose ampliar para configurar zonas prohibidas, rutas favoritas, etc. Por otro lado, también se podría utilizar para optimizar tanto el gasto de combustible, como el tiempo en el que se tardará en realizar el vuelo. Incluso se pueden optimizar funciones con cierta complejidad tales como, minimizar el combustible mientras que la ruta se ejecute en menos de un numero de horas determinado.
Los tiempos de computación son bajos, por lo que para ciertas aplicaciones, puede ser empleado para replanificar rutas debido a cambios en el destino, o aparición de nuevos obstáculos, como por ejemplo, condiciones meteorológicas adversas.
El sistema se puede configurar para adaptarlo a cualquier tipo de aeronaves (ala fija, helicóptero y multicóptero) y sólo necesita tener acceso un mapa digital del terreno actualizado
SISTEMA DE COMPENSACIÓN DE DESPLAZAMIENTO DEL CENTRO DE GRAVEDAD PARA ESTABILIZACIÓN DE VUELO DE DRONES
Es un Sistema para la detección de la posición del centro de gravedad y dispositivo mecánico móvil con el fin de compensar posibles desviaciones del mismo provocadas por la manipulación de cargas mediante el uso de un brazo robótico en sistemas aéreos no tripulados
El dispositivo aumenta la estabilidad y la envolvente de vuelo en drones equipados con un brazo robótico para manipular cargas basado en la compensación del desplazamiento del centro de gravedad.
El sistema está compuesto fundamentalmente por dos subsistemas, el control que determina la posición del centro de gravedad en función de la posición del brazo robótico y de la carga manipulada, y el dispositivo mecánico capaz de desplazarse para mantener el centro de gravedad en la posición óptima.
El sistema se puede configurar en un multicoptero para manipular cargas mediante el uso de un brazo robótico integrado en el mismo .
SISTEMA DE CONTROL DE DRONES PARA ATERRIZAJE VERTICAL EN SUPERFICIES MÓVILES MEDIANTE
PRE-ALIMENTACIÓN DE FUERZAS
El Sistema tiene por objetivo mejorar las prestaciones de los sistemas de control tradicionales durante la fase de aterrizaje de la aeronave.
El Sistema consiste en un módulo adicional de control que, a partir de las medidas de la tensión (en módulo y dirección) en un cable que une la aeronave con la superficie de aterrizaje, calcula unas correcciones que se aplican a la señales de control. Estas correcciones permiten actuar incluso antes de que la perturbación causada por una posible fuerza externa (turbulencia) y así evitar que tenga un efecto medible sobre la posición y actitud de la aeronave
Por tanto, la incorporación del cable al sistema permitirá incrementar la estabilidad del sistema frente a perturbaciones externas, así como la precisión del punto de contacto de la aeronave. Este sistema resulta interesante para aterrizar sin GPS, potencial fuente de fallos.
Sistema desarrollado en CATEC para mejorar la precisión del aterrizaje de aeronaves no tripuladas sobre plataformas móviles.
EQUIPAMIENTOS
BANCO DE PRUEBAS O TESTBED DE INTERIORES
Banco de pruebas en interiores para la validación de técnicas de nuevas tecnologías aplicadas a drones, automatización del tráfico aéreo y de sistemas multivehículo (cooperación y coordinación). Este banco de pruebas o Testbed está formado por un sistema de posicionamiento en interiores que cuenta con 20 cámaras VICON. Este sistema es capaz de calcular en tiempo real (hasta 500Hz de tasa de refresco) la posición y la actitud de cualquier objeto móvil que se encuentre en un volumen de 15x15x5m. Por último, el testbed se encuentra integrado con un sistema de desarrollo software que permite la simulación de los algoritmos antes de probarlos en el banco de pruebas
PLATAFORMA DE UAVs
CATEC cuenta con una flota de distintas plataformas aéreas no tripuladas que se emplean como plataformas de prueba y experimentación para el ensayo en vuelo de las tecnologías desarrolladas en el centro. Esta flota está formada tanto por aviones, multicópteros y helicópteros cubriendo una amplia gama de características desde drones y aviones eléctricos con 2 Kg de carga de pago hasta aeronaves con motor de combustión con más de 20 Kg de carga de pago. CATEC también cuenta con un conjunto de sensores embarcables en drones/UAS entre los que se encuentran: LIDARs, cámaras termográficas, SAR y cámaras multiespectrales.
SISTEMA DE EMULACIÓN GNSS
Sistema que permite la emulación a nivel de radiofrecuencia de las constelaciones GPS (L1 y L2), Galileo (E1, E5ab and Safety Of Life) y GLONASS (L1). El sistema se controla a través del software SimGen que permite controlar multitud de parámetros del sistema (patrones de la antena, multipath, modelos de propagación ionosférica y troposférica, etc.). El software SimInertial permite simular los datos de sensores inerciales y barométricos de navegación incluyendo los errores característicos de estos sistemas. El equipo puede ser operado en tiempo real y de forma remota lo que lo hace ideal para realizar pruebas Hardware in the Loop (HIL) de sistemas de navegación.
CENTRO DE VUELOS EXPERIMENTALES ATLAS
La Fundación Andaluza para el Desarrollo Aeroespacial (FADA), entidad que gestiona CATEC, es también responsable de ATLAS - Centro de Vuelos experimentales para UAS/RPAS. ATLAS está plenamente operativo en Villacarrillo (Jaén) desde 2014 y cuenta con unas instalaciones excelentes para la operación de RPAS/UAS y un espacio aéreo segregado de 30x35Km hasta 5.000ft (TSA 30 ATLAS). Además cuenta con unas magníficas condiciones climatológicas, contando con más de 300 días operativos al año. Además, ATLAS es un aeródromo homologado por AESA y equipado con la última tecnología (ADS-B, radar primario, etc.), ideal para albergar desarrollos de vuelos experimentales de UAV pequeños, ligeros y tácticos, así como para entrenamiento de pilotos, operadores y técnicos de este tipo de aeronaves.
