Tecnología de drones UAV by Asseco (pruebas en España)
Introducción
El desarrollo de plataformas físicas de hardware, su correspondiente software para vehículos aéreos no tripulados (UAV) y la integración de sistemas, es una de las tecnologías clave desarrolladas por Asseco. La familia de productos de Asseco consta de tres versiones de software de control terrestre AGCS (Móvil, Field y Desktop) destinadas a clientes militares y civiles, junto con una amplia gama de soluciones de hardware. Con clientes internacionales como la OTAN, Frontex o EDA, entregamos productos adaptados a los últimos estándares satisfaciendo las necesidades más exigentes.
Nuestras plataformas son muy flexibles. Pueden ser propulsadas con motores eléctricos o de combustión, montar alas rotatorias o fijas, despegue y aterrizaje vertical, distintas cargas de pago, ópticas de todo tipo (diurnas, nocturnas, IR térmicas, hiperespectrales etc…) y con aplicaciones ya en servicio en Fuerzas Armadas en Europa, Servicios de Bomberos, Control de Fronteras, Control de Cultivos, Topografía y análisis de Infraestructuras.
Desde Asseco Spain Group, queremos hacer especial hincapié en los modelos de dron tipo helicóptero y los modelos de ala fija, siempre despegando y aterrizando verticalmente de forma que puedan ser operados desde pistas no preparadas. Son los conocidos como modelos VTOL (Vertical Take-Off & Landing).
Los UAV de Asseco están presentes en el mercado internacional desde hace años, realizando en 2021 por ejemplo, una implementación muy significativa para las Fuerzas Armadas de Polonia, donde el software y hardware propio de Asseco se ha entregado ya a las Fuerzas Especiales. Debido a ello y a la vocación internacional de Asseco, la división española ha realizado recientemente pruebas reales en España con resultados satisfactorios.
Pasamos a describir brevemente nuestra plataforma MayFly ensayada recientemente en nuestro país.
Plataforma MayFly by Asseco
Es una plataforma no tripulada de despegue y aterrizaje vertical de 1,6 kgs de peso, en su forma básica, dedicada a los servicios militares, civiles y agrarios. La versión MayFly EVP aumenta su versatilidad hasta un peso máximo al despegue de 7 kgs. En esta versión más avanzada y capaz incorporamos brazos abatibles y una unidad de batería intercambiable.
Plataforma Mayfly de Asseco mostrando sus componentes principales.
En la parte frontal, podemos incorporar una gran variedad de sensores adecuados para cada misión. El rendimiento máximo del sistema está garantizado por nuestro software Asseco Ground Control Software (AGCS) de última generación y sus componentes de especificación militar. Entre ellos destacan:
• Sistema de navegación de triple redundancia.
• Batería de alta capacidad intercambiable con sistema de bloqueo rápido.
• Tren de aterrizaje desmontable.
• Distintas cargas de pago.
• Sistema de propulsión optimizado permitiendo vuelos superiores a los 30 minutos (versión básica) y superior a los 45 minutos en versión EVP.
• Control de temperatura para uso en ambientes hostiles.
• Enlace de datos encriptado AES 256 multifrecuencia.
El sensor óptico puede proporcionar un zoom digital de hasta 4x (versión básica) y hasta 30x en versión EVP. El sensor térmico se especifica mediante una distancia focal fija de 18 mm y un zoom óptico de 4x. El cardán de observación dual es capaz de hacer incluso seguimiento de objetos en vivo (live tracking).
La versión MayFly EVP MS se puede equipar con 2 cámaras de visión independientes y una cámara FPV para obtener datos más precisos, de forma conjunta o separada. La configuración estándar es de cámara IR y sensor de TV. Es una plataforma aérea versátil que permite montar hasta 1 kg de distintos sensores proporcionando el máximo nivel de seguridad de datos en operación.
La correlación entre el software de la estación de control terrestre y los sistemas de a bordo, proporciona capacidad de realizar misiones en modo automático, semiautomático y manual, aumentando las capacidades operativas, aunque la mayoría de las misiones de vigilancia y búsqueda se pueden realizar en modo completamente automático.
La versión Mayfly Agriculture, equipada con una cámara multiespectral de 5 bandas, es una solución perfecta y totalmente automática dedicada a la fotogrametría multibanda utilizada en campos, bosques y plantaciones. La larga duración de vuelo permite cubrir amplias áreas de campo y proporcionar parámetros precisos de crecimiento de plantas, así como puede limitar los costos de hidratación o fertilización.
La estructura plegable de MayFly EVP asegura un fácil transporte, permitiendo utilizar todo el sistema por una sola persona. Uno de los requisitos a cumplir, por ejemplo, para suministrar el material con fines militares a las Fuerzas Armadas de distintos países europeos es que el sistema en su totalidad, no ha de superar los 11 kilos de peso. Debe incluir el propio dron, su mochila de transporte, arnés y pantalla de control. Por esta razón, nuestro UAV está construido con materiales ultraligeros, como el aluminio y la fibra de carbono de alta resistencia.
Nuestra plataforma Mayfly tal y como viene en su mochila de transporte. El montaje de todos sus elementos (antenas, hélices, batería y tren de aterrizaje) no conlleva más de 5 minutos.
Nuestro UAV Mayfly ya casi montado. Las 3 hélices faltantes no se han instalado, intencionadamente, para mayor claridad de imagen.
Pertrechos para el manejo de nuestra plataforma Mayfly. Destaca la consola de control.
Podemos hacernos una idea sobre la importancia de hacer un equipo lo más ligero posible a través de la imagen siguiente, en la que vemos al operador completamente ataviado para el manejo de su plataforma aérea.
Operador de nuestro dron MayFly portando mochila-arnés en su espalda y pantalla de control sobre su pecho. Entre sus manos, la consola de control.
Pasamos a comentar los elementos que completan la operación de nuestros UAV.
Controlador Manual
El controlador manual, proporciona control total sobre la plataforma y la carga útil instalada. Se completa por una tableta, especialmente robustecida, de 10 pulgadas y nuestro software AGCS, destacando por su conexión con algoritmos de autodiagnóstico.
Controlador manual especialmente robustecido para operaciones en campo.
Software de control AGCS (Asseco Ground Control System) by Asseco.
Consta de un hardware y software de especificación militar, aunque también apta para entornos civiles. Es importante destacar que nuestro software es completamente agnóstico con respecto a las plataformas UAVs usadas. En una palabra, sirve para todo tipo de dron. Se especifican tres variantes en función del dispositivo sobre el que vamos a controlar el UAV: Dispositivos pequeños, Campo (Field) y Puesto de mando (Desktop). Para dispositivos pequeños (tableta y teléfono móvil), el conjunto de hardware consta de:
• Tableta resistente de 10 pulgadas.
• Módulo de conexión a tierra.
• Controlador de mano.
Entre sus características destacamos:
• Sistemas operativos compatibles: Windows, Android o Linux.
• Compatibilidad con visión sintética en el módulo de horizonte artificial.
• Soporte Plug & Play para controladores portátiles externos.
Interfaz del software en su versión Mobile (tabletas y teléfonos móviles).
Para operaciones en campo (field) se puede equipar con un módulo RT (Real Time) opcional, lo que garantiza seguridad adicional durante la misión. La estructura modular del sistema permite la creación de varias configuraciones de software en versión bien estandarizada o bien «a medida» preparada para los requisitos del cliente.
Entre sus características destacamos:
• Interfaz adaptada para trabajar en una sola pantalla táctil.
• Posibilidad de seleccionar un sistema informático.
• Capacidad para asignar la funcionalidad a manipuladores físicos (control de mapa 3D con un manipulador).
• Movilidad y mayor resistencia a las inclemencias del tiempo.
• Visualización simultánea de la vista del sensor y los datos de telemetría en una interfaz optimizada.
• Interfaz modular que aumenta la ergonomía del operador.
Consola y puesto de mando para opciones en campo (Field). Obsérvese el ordenador robustecido y los 2 joystick de control, uno a cado lado.
Interfaz de software AGCS en su versión para despliegue en campo (Field).
Para operaciones tipo Desktop, nuestra propia consola multipantalla y multifunción es el componente principal de Asseco Ground Control System (AGCS) dedicado a la integración con cualquier plataforma no tripulada, utilizado para la gestión de tareas antes, durante y después de la misión.
Entre sus características destacamos:
• Posición de varios monitores.
• Posibilidad de distribuir tareas junto al operador principal, operador de sensor, plataforma y comandante de misión.
• Compatibilidad con AIRAC.
• Módulo de decisión integrado.
• STANAG 4609 – Soporte MISB.
Interfaz de software AGCS en su versión Desktop de mando y control.
Beneficios del sistema AGCS (Asseco Ground Control System) by Asseco
El software universal AGCS está diseñado para ser utilizado en sistemas de distintos diseños (ala fija, VTOL) y clases (micro, mini, táctico y MALE). Con los estándares de la aviación civil y el cumplimiento de STANAG, permite la implementación de misiones tanto en aplicaciones civiles como militares. La versión AGCS para servicios militares cumple con los estándares OTAN para el intercambio y procesamiento de datos:
• STANAG 4586 – Arquitectura e interoperabilidad.
• STANAG 4607 – Procesamiento de metadatos KLV.
• STANAG 4671 – Aeronavegabilidad.
Unidad de simulación AUSE by Asseco
Esta solución de hardware en bucle es capaz de simular la mecánica de vuelo, las leyes de control y el comportamiento de un sistema no tripulado real.
La principal ventaja de AUSE es una integración completa con el software AGCS de Asseco. El usuario es capaz de simular un conjunto completo de misiones del UAV, incluidas capacidades de simulación de situaciones de contingencia. Los parámetros meteorológicos y de ubicación se pueden configurar también para maximizar la realidad de las condiciones de la misión.
Unidad de simulación de vuelo integrable con nuestro software AGCS.
Transmisión de la vigilancia automática ADS-B by Asseco
Para una óptima planificación del vuelo del UAV, es imprescindible conocer el tráfico aéreo circundante en la zona a inspeccionar. El receptor ADS-B es una herramienta avanzada de conocimiento de la situación integrada con el software AGCS.
Su rango de recepción de 350 kms, permite la visualización del tráfico aéreo dentro del área de misiones UAV actualmente ejecutadas. La solución es totalmente independiente de la fuente de Internet y se puede implementar sin dependencia de datos externos.
Unidad de control del tráfico aéreo circundante.
¿Qué ofrecemos desde Asseco?
Desde Asseco Spain Group, ofrecemos un sistema de control automático AGCS + una solución completa de control automático «Plug and Fly» para su plataforma aérea.
Este servicio integra equipos a bordo y proporciona soporte para sensores de reconocimiento y seguimiento inteligente de objetivos con una completa gama de sensores y actuadores. Todo a plena satisfacción del cliente.
Esquema de funcionamiento de nuestro sistema combinado de plataforma UAV y software. Destacamos la capacidad de operar con cualquier tipo de dron al ser el software agnóstico.
Pruebas en España by Asseco
Como se ha mencionado al principio de este artículo, recientemente se han llevado a cado pruebas reales de vuelo en el Levante español con destacado éxito. Ya contábamos con el aval de los numerosos ensayos hechos en Centro Europa antes de las entregas a distintas Fuerzas Armadas. Ensayamos la platafoma MayFly básica, la cual demostró excelentes cualidades de vuelo y de trasmisión de datos e imágenes en tiempo real.
El diseño de la plataforma UAV es propio de Asseco utilizando componentes de la máxima calidad en su fuselaje (aluminio y fibra de carbono para obtener la máxima ligereza), placas electrónicas y circuitería norteamericanas y motores eléctricos de procedencia asiática. Todo ello completado con nuestro software AGCS de desarrollo 100% propio.
Antes de iniciar las pruebas, comprobamos que el software funcionaba correctamente y que se captaban adecuadamente las señales GPS. En caso de que no hubiera sido posible captar la señal por satélite, el dron hubiera sido capaz de volar igualmente en modo manual, si bien se necesita para ello tener cierta experiencia al no disponer de la señal GPS de referencia.
Comprobación del funcionamiento del Software AGCS con ayuda de la pantalla de control. Sobre él se pueden introducir todos los parámetros de vuelo y planificar la misión en todo detalle: Origen, destino, puntos intermedios waypoints, altitud, velocidad, ruta alternativa, velocidad del viento esperada…
Para alargar al máximo el tiempo de vuelo, nos procuramos una batería de repuesto la cual se sustituye en un tiempo muy rápido. De hecho, alguien sin un entrenamiento especial, puede hacerlo en menos de medio minuto.
Batería de repuesto en su estuche para alargar al máximo el tiempo de vuelo. Su recambio se hace en apenas 20 segundos.
Protección adicional de la pantalla de visualización con carcasa en fibra de carbono. Si bien no la hace blindada e inmune a proyectiles sensu estricto, sí aporta una protección nada desdeñable.
Tras realizar todas las comprobaciones oportunas, nos desplazamos a la zona prevista de vuelo: una zona de cultivo en la que se iban a probar las prestaciones de nuestro sistema. Aparte de sus indudables cualidades aerodinámicas, se pudo ver en tiempo real, en nuestra pantalla de visualización, todas las imágenes (formato foto y video) captadas por el dron.
Me resulta relevante mostrarles nuestra plataforma in situ marcando los componentes más importantes. Destacamos lo compacto y ligero de su diseño.
Vista frontal de la Plataforma Mayfly de Asseco mostrando dos sensores ópticos (diurno y nocturno). Fotografía tomada en jornada de pruebas. Obsérvese el camuflaje militar con distintos patrones de verde oliva khaki.
Vista trasera de la Plataforma Mayfly de Asseco mostrando las dos antenas de captación de señales de radio en posición dorsal y la batería intercambiable en la “panza” del dron. Obsérvese igualmente su configuración tetrahélice con marcado ángulo de ataque para asegurar una buena sustentación en vuelo y un rápido despegue desde el suelo.
Aparte de la robustez general del sistema, destacamos la gran calidad de imagen obtenida en tiempo real. En las siguientes imágenes damos prueba de ello junto con los pormenores del equipo.
Confieso que nos resulto muy cómodo contar con un equipo tan cómodo y liviano. Es de gran ayuda para su despliegue en campo.
Compacidad al máximo nivel mostrando la consola de control, la pantalla de visualización y la batería de repuesto.
Justo antes del vuelo, pasamos a localizar la señal GPS. Una vez conseguido… ¡a volar!
En fase de búsqueda de la señal GPS justo antes de iniciar la fase de vuelo. Tras ello, despegamos.
La señal de GPS nos da la tranquilidad de poder emprender el vuelo de forma controlada, ya que el dron puede hacer uso de su “piloto automático” especialmente en las fases cruciales de despegue y aterrizaje. En la parte ventral, el UAV dispone de un “ojo electrónico” que permite tomar referencia de la altura de vuelo y procurar aterrizajes suaves.
Nuestro UAV Mayfly, en fase de despegue en plena naturaleza. Fotograma de video hecho por el autor.
Nuestro UAV Mayfly, en vuelo en altura. Comprobamos su gran estabilidad y poca sensibilidad al viento lateral y frontal. Fotograma de video hecho por el autor.
Una vez el dron en el aire, estábamos ansiosos de ver las imágenes transmitidas por sus cámaras. Con plena nitidez, pudimos incluso cambiar de modo diurno a infrarrojo y viceversa simultaneando ambas imágenes en una misma pantalla. Lo mostramos a continuación.
Imagen en tiempo real del cultivo observado (parte izquierda de la pantalla) y parámetros de vuelo (parte derecha de la pantalla).
Seguidamente, mostramos capturas y fotogramas de video trasmitidos por el dron en tiempo real. Observemos la versatilidad de poder cambiar de un tipo de imágenes a otras con solo pulsar un botón en la pantalla de control.
Vídeo en tiempo real transmitido por nuestra plataforma UAV. Se ve perfectamente el campo inspeccionado y el contorno de la finca aledaña.
Mismo metraje de video que en imagen 24, pero mostrando también la película en modo nocturno.
Vista aérea del cultivo inspeccionado en modo térmico y mapa de calor.
Para que el operador tenga pleno control del UAV, podemos mostrar mediante un horizonte artificial simulado, cual es la actitud del dron en pleno vuelo de forma que se conozca en todo momento su alabeo, cabeceo y guiñada.
Vista en la parte inferior derecha de la pantalla del horizonte artificial mostrando la actitud de vuelo del dron.
Conclusión
Tras las pruebas realizadas en España, y previamente también realizadas de forma extensiva en Europa, podemos afirmar que nuestras plataformas UAVs son plenamente capaces y operativas satisfaciendo las necesidades más exigentes volando en la mayoría de las condiciones atmosféricas y transmitiendo imágenes de gran calidad, alcanzándose el cénit con cámaras 4K y HD de alta definición.
Además, por si no fuera suficiente, nuestro software es compatible con todo tipo de drones, incluso de otro fabricante, haciendo posible la conexión y el trabajo conjunto entre distintos tipos de plataformas aéreas y terrestres. Pensemos en la factibilidad y amplitud de posibilidades combinando UAVs aéreos con robots operando desde tierra, ya sean éstos últimos robots que se propulsan mediante trenes rodantes compuestos por ruedas, orugas o patas articuladas.
Todo ello abona el terreno para todo tipo de aplicaciones de inspección civil en infraestructuras o entornos de cualquier índole y también para usos militares en la misma línea de inspección combinada aero-terrestre, labores de rescate, despliegue de contramedidas, etc… para facilitar la toma de decisiones en los puestos de Mando y Control C&C (Command and Control)
Con este planteamiento que ofrecemos en España, la operatividad se ve incrementada exponencialmente siendo nuestra plataforma de hardware y software un vector multiplicador de prestaciones de primer nivel.
Otras plataformas UAVs pueden ser controladas y conectadas a nuestro software AGCS.
Nuestro software AGCS controlando todo tipo de plataformas aéreas.
Santiago Ferrer Jover
Head of Industry
Asseco Spain Group
