Perfilado de Temperatura de Cuerpos de Agua con un Subsistema de Sensores Integrado en UAV
Autores: Koparan, Cengiz; Koc, Ali Bulent; Sawyer, Calvin; Privette, Charles
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Perfilado de Temperatura de Cuerpos de Agua con un Subsistema de Sensores Integrado en UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Estratificación térmica
Temperatura del agua
Sistema de perfilado
UAV
Nodo de sensor
Navegación autónoma
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La evaluación de la estratificación térmica y el monitoreo sistemático de la temperatura del agua son necesarios para la gestión de lagos. El perfilado de la temperatura del agua requiere mediciones de temperatura a través de una columna de agua para evaluar el nivel de estratificación térmica, que impacta en el contenido de oxígeno, el crecimiento microbiano y la distribución de peces. El objetivo de esta investigación fue desarrollar y evaluar las funciones de un sistema de perfilado de temperatura del agua montado en un vehículo aéreo no tripulado (VANT) de multirrotor. El aparato de flotabilidad montado en el VANT permitió el despegue y aterrizaje vertical en la superficie del agua para mediciones in situ. El nodo de sensor que se integró con el VANT consistía en una unidad de microcontrolador, un sensor de temperatura y un sensor de presión. El sistema midió la temperatura del agua y la profundidad desde siete ubicaciones preseleccionadas en un lago utilizando navegación autónoma con control de piloto automático. Se realizaron mediciones a intervalos de 100 ms mientras el VANT descendía a 2 m/s hasta aterrizar en la superficie del agua. Se crearon mapas de temperatura del agua de tres profundidades consecutivas en cada ubicación a partir de las mediciones. La temperatura media del agua en la superficie a 0.3 m fue de 22.5 grados C, mientras que la temperatura media del agua a 4 m de profundidad fue de 21.5 grados C. El sistema de perfilado basado en VANT desarrollado realizó con éxito mediciones autónomas de la temperatura del agua dentro de un lago.
Descripción
La evaluación de la estratificación térmica y el monitoreo sistemático de la temperatura del agua son necesarios para la gestión de lagos. El perfilado de la temperatura del agua requiere mediciones de temperatura a través de una columna de agua para evaluar el nivel de estratificación térmica, que impacta en el contenido de oxígeno, el crecimiento microbiano y la distribución de peces. El objetivo de esta investigación fue desarrollar y evaluar las funciones de un sistema de perfilado de temperatura del agua montado en un vehículo aéreo no tripulado (VANT) de multirrotor. El aparato de flotabilidad montado en el VANT permitió el despegue y aterrizaje vertical en la superficie del agua para mediciones in situ. El nodo de sensor que se integró con el VANT consistía en una unidad de microcontrolador, un sensor de temperatura y un sensor de presión. El sistema midió la temperatura del agua y la profundidad desde siete ubicaciones preseleccionadas en un lago utilizando navegación autónoma con control de piloto automático. Se realizaron mediciones a intervalos de 100 ms mientras el VANT descendía a 2 m/s hasta aterrizar en la superficie del agua. Se crearon mapas de temperatura del agua de tres profundidades consecutivas en cada ubicación a partir de las mediciones. La temperatura media del agua en la superficie a 0.3 m fue de 22.5 grados C, mientras que la temperatura media del agua a 4 m de profundidad fue de 21.5 grados C. El sistema de perfilado basado en VANT desarrollado realizó con éxito mediciones autónomas de la temperatura del agua dentro de un lago.