Diseño y Aplicación de un Sistema de Medición de Iluminancia Vial Basado en UAV
Autores: Xu, Songhai; Zou, Nianyu; He, Qipeng; He, Xiaoyang; Li, Kexian; Cheng, Min; Liu, Kai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño y Aplicación de un Sistema de Medición de Iluminancia Vial Basado en UAV
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Automatización industrial
Palabras clave
Sistema de medición de iluminación de carreteras
Experimentos
Hardware
Diseños de software
Datos de iluminancia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un sistema de medición de iluminación de carreteras basado en UAV y evalúa su rendimiento a través de experimentos. El sistema emplea un UAV HUBSAN Zino 2+, un microcontrolador STM32F103RCT6, un sensor de iluminancia BH1750 y GPS, e integra unidades de vuelo, procesamiento, medición, plataforma en la nube, evitación de obstáculos, comunicación y suministro de energía a través de la plataforma en la nube OneNET. Se implementaron tanto diseños de hardware como de software, utilizando el algoritmo Z-score para manejar los valores atípicos en los datos de iluminancia. El sistema mostró una tasa de error de medición de un solo punto del 1.14% y del 5.08% para mediciones multipunto. En los experimentos, la iluminancia horizontal y vertical del sistema fueron de 1.92 lx y 1.75 lx, respectivamente. La interfaz de visualización en tiempo real mejoró la eficiencia operativa, reduciendo los costos laborales a la mitad y los costos de tiempo en casi cuatro quintas partes. El control y monitoreo del UAV desde la carretera garantizó la seguridad durante las mediciones. La eficiencia del sistema y su amplio rango de medición permitieron experimentos extendidos, recopilando datos de iluminancia en múltiples planos horizontales y verticales. Esto resultó en la creación de mapas de distribución de iluminancia tanto horizontales como innovadores en el plano vertical. Estos hallazgos proporcionan datos valiosos para evaluar la calidad de la iluminación de carreteras, mejorar la seguridad del tráfico y optimizar el diseño de la iluminación vial.
Descripción
Este documento presenta un sistema de medición de iluminación de carreteras basado en UAV y evalúa su rendimiento a través de experimentos. El sistema emplea un UAV HUBSAN Zino 2+, un microcontrolador STM32F103RCT6, un sensor de iluminancia BH1750 y GPS, e integra unidades de vuelo, procesamiento, medición, plataforma en la nube, evitación de obstáculos, comunicación y suministro de energía a través de la plataforma en la nube OneNET. Se implementaron tanto diseños de hardware como de software, utilizando el algoritmo Z-score para manejar los valores atípicos en los datos de iluminancia. El sistema mostró una tasa de error de medición de un solo punto del 1.14% y del 5.08% para mediciones multipunto. En los experimentos, la iluminancia horizontal y vertical del sistema fueron de 1.92 lx y 1.75 lx, respectivamente. La interfaz de visualización en tiempo real mejoró la eficiencia operativa, reduciendo los costos laborales a la mitad y los costos de tiempo en casi cuatro quintas partes. El control y monitoreo del UAV desde la carretera garantizó la seguridad durante las mediciones. La eficiencia del sistema y su amplio rango de medición permitieron experimentos extendidos, recopilando datos de iluminancia en múltiples planos horizontales y verticales. Esto resultó en la creación de mapas de distribución de iluminancia tanto horizontales como innovadores en el plano vertical. Estos hallazgos proporcionan datos valiosos para evaluar la calidad de la iluminación de carreteras, mejorar la seguridad del tráfico y optimizar el diseño de la iluminación vial.