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Festival Equinoxio 2016

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Panorámica 360°

Drones Training Center, enfocara este Taller Teórico y Práctico, para formar en su fase inicial de manera adecuada a los participantes, realizar Trabajos de Fotografía Aérea (Procesamientos de la Información Geoespacial, Levantamientos Topográficos, Procesamiento Fotogramétrico, Modelos Digitales, etc.)


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El Taller Teórico y Práctico, va dirigido a Operadores de ART, Ingenieros de PYMES o Centros de investigación que utilizan o quieren utilizar sistemas de ART para la adquisición de imágenes y/o nubes de puntos terrestres, así como del tratamiento de los meta-datos que de su utilización se obtienen.

* NO! Se requieren conocimientos previos en Fotogrametría y Topografía.

Un Sistema ART, tiene dos segmentos claramente definidos:

  • Segmento de Vuelo: Formado por el Vehículo Aéreo, que transportara los dispositivos de captura de información y fotografía.
  • Segmento de Tierra: Formado por la Estación de Control (está en tierra y, recibe la información enviada por los ART y a su vez reciben las instrucciones de vuelos, como su monitoreo en tiempo real).

QUÉ SON LOS ART

Aeronave Remotamente Tripulada ART, también conocida como UAV por las siglas en inglés de Unmanned Aerial Vehicle —, o sistema aéreo no tripulado — UAS de Unmanned Aerial System —, conocido en castellano por sus siglas como VANT y como Drone.

Están equipados con equipos de última generación como GPS, sensores infrarrojos, cámaras de alta resolución y controles de radares. Los ARTs, son capaces de enviar información detallada a satélites, que luego la dan a conocer al control de tierra, todo en cosa de milésimas de segundos.

USO DE LOS ARTs

Dentro del ámbito civil, los ARTs se utilizan en diferentes áreas como:

  • Agricultura
  • Búsqueda y Rescate
  • Control del Medio Ambiente
  • Exploración de sitios de difícil acceso: Canteras, Riscos, etc.
  • Filmación de Películas
  • Fotografía Paisajista y Deportiva
  • Gestión y Prevención de Riesgos y Desastres Naturales
  • Inspección de Infraestructuras
  • Medios de Comunicación y Entretenimiento
  • Monitorización de Torres de Energía Eléctrica
  • Movilidad y Tráfico
  • Topografía / Fotogrametría / Orto-fotos…

DURACIÓN CINCO (5) DÍAS

  • TRES (3) DÍAS DE TEORÍA
  • DOS (2) DIAS DE PRACTICAS REALES EN CAMPO ABIERTO

CUPO LIMITADO

  • VEINTE (20) PARTICIPANTES

FECHA

  • MARZO 7 al 11 de 2016

RECURSOS

  • Equipos Topográficos: GPS Trimble
  • Software: UASMASTER, PIX4D, Agisoft, DJI Ground Station, UgCS, Visores de Mapas, Mission Planner, Bondades del Software Propietario y Libre.
  • Aeronaves Remotamente Tripuladas ART
  • Video Proyecciones y Simulaciones

INSTRUCTORES

  • Darwin Baquero / Ing. Topográfico Datum Ingeniería
  • José Velez / CEO Ing. Lapixmarks S.A.S
  • Carlos Álvarez / CEO IMD. HeliCam Colombia
  • Geoespatial / Procesamiento de imágenes de RPAS ala fija con Pix4D

PARTE DE NUESTRO CONTENIDO – 

CONTENIDO / PENSUM

  • icon_course_9Fundamentos de Topografía y Fotogrametría.
  • Introducción a la Cartografía, Sistemas de Coordenadas.
  • Sensoramiento Remoto desde ARTs.
  • Tipos de Equipos vs Aplicaciones.
  • Apoyo con puntos de control en tierra mediante equipos topográficos.
  • Configuraciones Posibles ARTs y Equipos Carga Paga
  • Software disponible en el mercado para Posproceso.
  • Práctica de vuelo con toma de datos para posterior procesamiento.
  • PreProceso y Posproceso de fotografías aéreas.
  • Procesamiento de imágenes de RPAS ala fija con Pix4D
  • Generación de Modelos de Elevaciones
  • Evaluación de resultados, precisiones obtenidas.
  • Manos sobre los controles, prácticas de vuelo manual para cada participante.
  • Introducción a la Normatividad, Regulación y Procedimientos en Colombia.

INVERSIÓN

  • COL$1´550.000,00 + IVA – Incluye Refrigerios / Parqueadero
  • COL$1´150.000,00 + IVA – ESTUDIANTES – Incluye Refrigerios / Parqueadero
    ESTUDIANTES: Deberán Anexar Carta Firmada por la Universidad/Facultad y Carnet Vigente.

FORMAS DE PAGO

  • Pronta inscripción antes del 15 de FEBRERO 2016  descuento del (10%)
  • Contado – Descuento (10%) por 2 alumnos de una misma empresa – NO acumulables
  • Estudiantes – Descuento (10%) NO acumulables

REQUISITOS

  • Se Requiere llevar Computador Portátil
  • Opcional: el Alumno podrá llevar su ART para ser evaluado por nuestros Instructores y hacer las recomendaciones respectivas para su uso.

HERRAMIENTAS

  • Se entregara en medio magnético (USB) el contenido del curso en formato PDF y el Software de uso Libre empleado en el mismo.
  • Libreta de apuntes
  • Se realizaran rifas entre los Alumnos

SEDE DEL TALLER

  • Training Center – Business Support – Calle 125 No 7C – 50 Santa Barbara (Bogotá – Colombia)
  • Se esta coordinando un Hospedaje cerca a las instalaciones del taller con tarifa preferencial para los participantes que vienen fuera de Bogotá.

PRE-INSCRIPCION

INSCRIPCIÓN OFICIAL

Con este procedimiento se Oficializa su Participación en el Taller Captura y Procesamiento de Información GeoEspacial Con ARTs (Drones)

Podrá cancelar la Totalidad del Taller o consignar el 50% para confirmar separación del cupo, el saldo restante deberá ser cancelado antes del 29 de FEBRERO 2016

Favor enviar copia del recibo de consignación escaneada o fotografiada al correo electrónico: contactenos@dronestrainingcenter.com

Sep
27
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18 Festival Equinoxio 2015

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  • Somos

    Un espacio de exhibición, premiación y formación para los estudiantes universitarios de carreras de cine y afines al audiovisual de toda Colombia, y ahora de Latinoamérica.

  • Nuestro Objetivo

    Es la creación de una ventana de exhibición para el trabajo audiovisual universitario, el reconocimiento a propuestas de calidad e innovadoras, y la posibilidad de generar comunicación entre los realizadores universitarios y los profesionales de la industria cinematográfica.

  •  Lo Realizamos

    Estudiantes de la Escuela de Cine y Televisión de la Universidad Nacional de Colombia.

  •  Durante el Festival

    Se realiza la competencia oficial y la premiación de las obras audiovisuales en las distintas categorías, se realizan conversatorios y seminarios académicos con profesionales del medio cinematográfico.

    http://festivalequinoxio.org/

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En la actualidad, los drones o vehículos no tripulados se han vuelto muy populares, no solo por el uso militar de los mismos, sino también por su uso comercial y recreativo. Estos equipos pueden ser comprados online o creados con componentes relativamente económicos gracias al sinfín de tutoriales en línea que explican cómo construirlos. Pero su uso genera preguntas: ¿son estos dispositivos son verdaderamente seguros? ¿Cumplen con los requisitos de seguridad mínima para poder circular, al igual que el resto de los vehículos tripulados? En esta publicación trataremos de responderlas describiendo casos puntuales y evaluando las potenciales falencias de seguridad y control de estos dispositivos.

Es importante destacar que muchos de los sistemas de navegación automatizada que utilizan se han ido integrando en vehículos de mayor tamaño, como son el piloto automático de los navíos.

El pasado 6 de abril a las 9 horas (GMT +10), en una ciudad de Australia llamada Geraldton, un drone (o hexacóptero, para ser más precisos) perdió el control mientras filmaba un triatlón y se precipitó al suelo, golpeando a la atleta Raija Ogden en la cabeza y generándole una laceración que precisó de 3 puntadas para ser sanada. El controlador del dispositivo, un empleado de un medio periodístico local, alegó que perdió el control ya que “alguien” intervino la señal tomando así momentáneamente el control del dispositivo y generando que se desplomara. El supuesto “hackeo” del dispositivo, si bien no es algo que haya sido verificado aún, permite reflexionar sobre la seguridad de la comunicación inalámbrica de estos dispositivos y la falta de regulación aérea para estas nuevas tecnologías. Los especialistas aseguran que dicha intervención no es posible ya que en caso que fuera cierta, el drone hubiera entrado en un modo llamado “fail safe” y regresado a las coordenadas que conoce como su “hogar”.

Pero estas hipótesis nos permiten contemplar otro caso, en el cual un equipo de investigación de la Universidad de Texas en Austin logró forzar a un yate de 65 metros y 80 millones de dólares a cambiar su curso, por medio de la utilización de un dispositivo GPS casero. Los estudiantes, ubicados dentro de la embarcación, lograron emitir una señal GPS simulando ser los satélites de posicionamiento global con una intensidad tal que lograron superar la señal original. De esta manera, simplemente ingresando información falsa sobre la ubicación del yate, por ejemplo que el mismo se había desviado a la izquierda, lograban que el sistema de navegación automática alertara sobre tal desvío a la tripulación y que esta “corrigiera” el curso doblando hacia la derecha, cuando en realidad la embaración no se había desviado; fue así como lograron maniobrar la embarcación sin que la tripulación ni el sistema de navegación se percataran. A continuación se puede observar un video explicativo del ataque:

Lo curioso de esta prueba de concepto es que el sistema de navegación en ningún momento alertó de esta intrusión, agravando la peligrosidad de este potencial ataque.

Un caso similar pero más grave se registró el 4 de diciembre de 2011, cuando un UAV (Unmanned Aerial Vehicle – Vehículo Aéreo no Tripulado) perteneciente a los Estados Unidos fue capturado por medio de un ataque realizado por el Ejército Cibernético de Irán, por estar volando en su espacio aéreo. Aparentemente, el ataque consistió en emitir señales de bloqueo para que el drone entrara en modo automático o “fail-safe” y regresara a la base, pero luego, utilizando un ataque similar al caso anterior, emitieron señales para indicarle que su base se encontraba en un lugar distinto al original, logrando así aterrizarlo es su territorio para poder apropiarse del mismo. De esta manera, el gobierno iraní logró obtener un RQ-170, un drone del tipo furtivo o indetectable por los radares.

Todo esto nos demuestra que, efectivamente, queda mucho por hacer para que estos equipos no tripulados o automáticos puedan considerarse realmente seguros. Pero no se debe dejar de lado que, por el momento, no existe ninguna regulación para estos dispositivos de uso no comercial o de recreación sobre áreas urbanas o pobladas, lo que evidentemente es necesario si tenemos en cuenta el primer caso mencionado.

Si bien existe un gran potencial en el uso de este tipo de equipos, ya sea a modo de reconocimiento en áreas afectadas por accidentes o derrumbes o para llevar suministros a víctimas de catástrofes naturales, entre otros, es importante que se contemplen todos los riesgos que puede implicar el acceso ilícito a los mismos o una falla de funcionamiento antes de ser utilizados.

Créditos imagen: ©Jrfreeland/Wikimedia Commons

Autor Joaquín Rodríguez Varela, ESET

Jun
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Autonomous Human Transport

For quite some time I had the idea to build a quad copter that was able to lift and transport people. I gained some experience during my work at a company that produced Unmanned Aerial Systems (UAS). However I am a firmware engineer and to realize my vision I had dive into unfamiliar disciplines like mechanical stress calculations and circuit design.

Throughout the process there were a lot of uncertainties and I learned that knowing is only part of what is needed to realize my goal. I stared working on small prototypes in order to get a feeling for the involved technologies.

After building several small prototypes, I focused on questions like; how much electrical power do I need? What type of propellers are appropriate? What materials should I use for the frame? Where can I find a place to test? And many, many more…

Engine thrust and power

So how much thrust is required? There should be enough thrust to lift the quadcopter itself with extra payload (being the person). As a basic estimate I took, 55 Lbs frame, 55 Lbs electrical components plus batteries and 132 Lbs payload. This means that we should have enough thrust to lift 243 Lbs. There are many formulas that calculate static thrust. Equation 1 relates static thrust in pounds with propeller speed and diameter in inch . Equations 2 defines the power in Watts that is required to generate that thrust. In addition the propeller pitch in inch is required.

T = RPM^2 \cdot D^4 \cdot T_c (1)
W=RPM^3 \cdot D^4 P \cdot P_c (2)

The thrust T_c and power P_c constants are empirically measured, they depend on weather conditions propeller and engine design.

T_c = 2.7734\times10^{-12}, P_c = 5\times^{-15} (3)

To determine how many RPM the engine can generate we have to look at the propeller design. It has a diameter of 20 inch and pitch of 13 inch.

D=20,P=13 (4)

Now we need to have a look at the power rating of the engine, which is 3kW. Using equation 2 we can calculate the RPM at 3kW.

 W \leq 3000 \equiv RPM^3 \cdot D^4 \cdot P \cdot P_c \leq 3000 \equiv
RPM \leq {{3000} \over {20^4 \cdot 13 \cdot 5 \times 10^{-15}}}^{1/3} \equiv RPM \leq 6607
(5)

Lets define the maximum RPM at 3kW RPM_{max} = 6607 and using equation 1 we can calculate the generated thrust in pounds.

T=RPM^2 \cdot D^4 \cdot T_c=19.37 (6)

So 16 engines will generate 282 pounds of static thrust which should sufficient (e.g. > 243). In order to verify these calculations I created an engine test stand.

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To measure the generated static thrust I used a loadcell that was connected to my computer via a microcontroller. The controller communicates with the loadcell, power monitoring device and engine controller. I performed various tests to determine how much static thrust the engine could generate, here are some results.

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As a power source for the quadcopter I choose electricity. To be more specific I used lithium-ion polymer (lipo) cells. The advantage of electricity is that I do not have to bother with fuel. lipo cells also have a good weight to power ration and can provide large amounts of power in bursts. A disadvantage however is the amount of total power it can deliver. Gas power systems usually can operate much longer than electrical systems. Also care should be taken when using lipo cells. The voltage they deliver range from 3.6-4.2v and should never go outside these limits. An underpowered cell can get permanently damaged and more serious, an overpowered cell can explode. To prevent this a voltage monitoring system should be used to watch and handle the voltage.
Based on the number of cells and required power we can estimate the expected flight time. For each engine I used a battery pack of 10 Lipo cells. The battery produces 42v (e.g. 4.2v per cell) and was rated to deliver 2.2Ah (thus it can provide 2.2A for one hour before its empty). Furthermore the battery has a discharge rating of 45C. The discharge rating specifies the maximum amount of current that can be delivered by the battery and is defined in equation 7 . The time it can operate before running being empty is show in equation 8. With Maximum current the battery can deliver in amperes I_{max} amperes per hour I_h, discharge rating C, lifetime in hours H and amperes that the battery should deliver I_{load}.

TI_{max}=I_h \cdot c (7)
H={I_h} \over {I_{load}} (8)

If the engines would consume the largest amount of ampere that the battery could provide I_{max}=I_h \cdot c=99 amperes then the battery would be empty in {I_h} \slash {I_{load}} = 0.02 hours. Now, remember that the maximum power rating of the engine was 3kW. Based the battery voltage and equation 9 we can calculate the maximum amount of amperes the engine will use. With current in ampere I, voltage V and power in watts W.

I={W} \over {V} (9)

At 42v an engine 3.3kW consumes {{W} \over {V}} = 71 amperes, meaning that the battery would be empty in {{I_h} \over {I_{load}}} = 0.03 hours. By combining equation 1 and 2 we can relate static thrust to amperes the engine consumes.

T = ({\sqrt[3]{{42 \cdot I}\over{20^4 \cdot 13 \cdot 5 \times 10^{-15}}}})^2 \cdot 20^4 \cdot 2.7734 \times 10^{-12} (10)

We can visualize the operational time of a single engine against the thrust that is generated using equation 10 and 8.

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Frame design

For the quad copter frame design I was looking for someone who had experience in mechanical design. I found someone who good experience in metallurgy and together we prototyped a frame that was strong, yet light enough to lift people. In the following section I will briefly describe some basic terminology that is required to perform structural analysis.

All materials have a strength values the represents the toughness. The yield strength represents the maximum stress at which the material will not return to its origin shape or length after removing the load. So if we would put a very heavy object on a beam it will bend, at that moment we exceed the yield strength, because the beam will be bended after removing the object. The ultimate (tensile) strength is the maximum stress a material endures without breaking. The involved forces can be represented in many ways. For calculations I used pound per square inch (psi). In addition to toughness all materials have a mass, which we will represent in pound per cubic foot lb/ft^3. So, a 5 ft^3 beam with 169 lb/ft^3 density will have a mass of 5 ft^3 \cdot 169 lb/ft^3 = 845 lb.

Material Yield strength (psi) Ultimate strength (psi) Density (lb/ft³)
Steel (1090) 35824 121977 473
Steel (2800) 379564 390587 499
Aluminum alloy (2014-T6) 60046 70053 175
Aluminum alloy (6060-T6) 10000-26000 20000-33000 169
Copper 10153 31908 557
Diamond 232060 406106 218
Carbon nanotube N/A 1595415-9137377 2-84

Calculating all the involved forces can be quite cumbersome, these days we fortunately don’t have to do that. In order to validate the design I used a structural analysis tool.

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The simulated frame was designed using aluminum alloy type 6060 furthermore 243 Lbs of load was applied in the center. The resulting stress is color-coded, blue for compression and red for expansion. It is important not to exceed 10 ksi as this would surpass the yield strength and permanently deform the frame. Also more than 20 ksi will cause the frame to break, which is of course unacceptable. In the simulation stress never exceeds 2.5 ksi, which is tolerable.

Control system

As control system I used the well-known MultiWii Autopilot. Among others it takes care of the quad copter stabilization. Without a controller the quad copter would flip over and not be able to fly. One of the most common control system implementations is a proportional integral derivative (PID) controller. It is one of the most easy to understand and widely used controllers that receives signals from the system it controls and is known as a closed-loop controller. In our situation sensors provide information about the orientation if the quadcopter. The error is defined based on the difference between the computed orientation and desired orientation (e.g. setpoint). The output to the engines is adapted proportional to the error in order to stabilize the quadcopter.


Gain
Kp: Ki: Kd:
noise


The PID controller has three terms; proportional (P) is equal to the error, integral (I) is the accumulated error over time and derivative (D) is the change in error. Each delta time the controller gets input from the orientation sensor and based on the setpoint computes the error which is used to update the P I D terms.

pid

error=error_{pre}=0
repeat each  \Delta t
error=setpoint-orientation
p = error
i = error \cdot \Delta_t
d = {(error - error_{pre}) / {\Delta_t}}
out = K_p \cdot p + K_i \cdot i + K_d \cdot d

The P-I-D values are combined with three preset gain terms. We have the proportional gain (K_p), the integral gain (K_i) and the derivative gain (K_d). Obtaining the appropriate gain values influences the behavior of the controller and is called PID tuning. There are several techniques to tune a PID (like Ziegler-Nichols). However I manually tuned the system by repeatedly adapting the gains based on my observation of the quadcopter. The challenge is to find the right gains, very small values will result in an unresponsive system. On the other hand large values could lead to instability of the system.

Autonomous human transport | Quadro UAS

Prototype test-flight

http://www.quadrouas.nl/?page_id=64

Jun
29
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Guerra de Drones 4K

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