Aportacions realitzades al vehicle Guanay II AUV

Abstract

[ANGLÈS] In recent decades there has been progress in the study of oceans, especially to exploit natural resources (fisheries and oil fields) and to study climate change and the impact of this on the various marine species and ecosystems. This has spawned a whole industry dedicated to satisfying the demands of maritime technology companies and researchers. This paper focusses on the AUV's, which can arrive in places you could not arrive any other way and are able to study environmental phenomena with a high temporal-spacing resolution. Several AUV's have been built with different specifications and features. Each of them has her own propulsion systems and/or management, according to the requirements desired. This project works on Guanay II AUV model designed and developed by SARTI group from UPC, which has been equipped with new systems and improvements in order to get a better vehicle, more maneuverable and easier operate in field missions. Each of the sections is one of the central issues improved or built. First, improves in software of the vehicle. The software is done using the code object-oriented programming called LabView. This code allows develop a complex visual environment control and monitoring with little time. However, after several field tests, it was found some aspects to improve, for example in control and viewing environment, more intuitive for the user, safer and a better procedure security. Also, new functions added due to the incorporation of new instruments on board. Second, improves in the turning radius of Guanay II. For turning, the vehicle uses two lateral engines. The old drivers only allowed to rotate the motor in one direction, this causes that the turning radius is more than 10 meters. In this paper, has been designed H-bridge control for lateral motors, so to make the turn, can be use one engine in directly and the other in reverse. Has been shown in field trials the great improvement since the vehicle has been rotated about its axis. Another important improvement is the built-in vehicle communications. There is a link on the vehicle, for long distance, via radio modem to transmit telemetry. This system has been supplemented with a new WiFi link. This gives direct access to PC-104 of the Guanay II, allowing correct or modify the software or easily download the stored data, such as laboratory and testing field. Also control system and power management battery has been improved. The vehicle previously had an external connector for connecting or disconnecting the battery which has been changed by a RF system. At the same time has been designed a system for external battery charging, to avoid opening the sealed cylinder and disassemble electronics ever time. Finally, new structural devices have been introduced to adjust buoyancy and ballast.

[CASTELLÀ] En las últimas décadas se ha avanzado mucho en el estudio de los mares y océanos, sobre todo para explotar los recursos naturales (pesquerías y yacimientos petrolíferos) y para estudiar el cambio climático y las repercusiones de este sobre las diferentes especies y ecosistemas marinos. Esto ha hecho surgir toda una industria marítima dedicada a satisfacer las demandas tecnológicas de empresas e investigadores. Este trabajo se centra en los vehículos autónomos submarinos AUV, que permiten llegar a lugares donde no se podría llegar de otra manera y son capaces de estudiar fenómenos medioambientales con una alta resolución espacio-temporal. Existen varios AUV con especificaciones y prestaciones diferentes. Cada uno de ellos dispone de sistemas de propulsión y / o dirección propios, en función a los requerimientos deseados. En este proyecto se trabaja sobre el Guanay II, un modelo de AUV diseñado y desarrollado por el grupo SARTI de la UPC, el cual se ha dotado de nuevos sistemas y mejoras para obtener un vehículo mejor, más maniobrable y más fácil de operar en misiones de campo. Cada uno de los apartados se centra en uno de los aspectos mejorados o incorporados. En primer lugar, se mejora el software del vehículo. Éste está realizado mediante el código de programación orientado a objetos LabView. Este código permite realizar con poco tiempo un entorno visual de control y monitorización complejo. Sin embargo, después de diferentes pruebas de campo, se constató que había que mejorar algún aspecto del control del vehículo y del entorno de visualización, para que este fuera más intuitivo para el usuario y más seguro, mejorando algún procedimiento de seguridad. También se han añadido nuevas funciones debido a la incorporación de nuevos instrumentos a bordo En segundo lugar, se ha mejorado el radio de giro del guanay II. Para el giro, el vehículo utiliza dos motores laterales. Los antiguos drivers sin embargo, sólo permitían hacer girar el motor en un solo sentido, lo que hacía que el radio de giro fuera de más de 10 metros. En este trabajo se ha diseñado un control en puente en H por los motores laterales, de esta manera para realizar el giro se puede usar un motor lateral en un sentido y el otro en reversa. Se ha podido constatar en pruebas de campo la gran mejora, ya que se ha conseguido hacer girar el vehículo sobre su propio eje. Otra mejora importante incorporada al vehículo son las comunicaciones. En el vehículo existe un enlace de larga distancia vía radio-módem para transmitir la telemetría. Este sistema se ha complementado con un nuevo enlace WiFi. De esta manera se obtiene acceso directo al PC-104 del Guanay II, permitiendo modificar o corregir el software o descargar fácilmente los datos almacenados, tanto al laboratorio como en pruebas de campo. También se ha mejorado el sistema de control y gestión de la energía y las baterías. El vehículo, anteriormente disponía de un conector externo para conectar o desconectar las baterías el cual se ha cambiado por un sistema de encendido por RF. Al mismo tiempo se ha diseñado un sistema de carga de las baterías externo, para evitar abrir el cilindro estanco y desmontar la electrónica cada vez. Por último, se han introducido nuevos dispositivos estructurales para ajustar la flotabilidad y el trimado.

[CATALÀ] En les últimes dècades s'ha avançat molt en l'estudi dels mars i oceans, sobretot per a explotar els recursos naturals (pesques i jaciments petrolífers) i per estudiar el canvi climàtic i les repercussions d'aquest sobre les diferents espècies i ecosistemes marins. Això ha fet sorgir tota una indústria marítima dedicada a satisfer les demandes tecnològiques d'empreses i investigadors. Aquest treball es centre en els vehicles autònoms submarins AUV, que permeten arribar a llocs on no es podria arribar de cap més manera i són capaços d'estudiar fenòmens mediambientals amb una alta resolució espaio-temporal. Existeixen diversos AUV's amb especificacions i prestacions diferents. Cada un d'ells disposa de sistemes de propulsió i/o direcció propis, en funció als requeriments desitjats. En aquest projecte es treballa sobre el Guanay II, un model d'AUV dissenyat i desenvolupat pel grup SARTI de la UPC, el qual s'ha dotat de nous sistemes i millores per tal d'obtenir un vehicle millor, més maniobrable i més fàcil d'operar en missions de camp. Cada un dels apartats es centre en un dels aspectes millorats o incorporats. En primer lloc, es millora el software del vehicle. Aquest està realitzat mitjançant el codi de programació orientat a objectes LabView. Aquest codi permet realitzar amb poc temps un entorn visual de control i monitorització complex. Tanmateix, després de diferents proves de camp, es va constatar que s'havia de millorar algun aspecte del control del vehicle i de l'entorn de visualització, per tal que aquest fos més intuïtiu per l'usuari i més segur, millorant algun procediment de seguretat. També s'han afegit noves funcions degut a la incorporació de nous instruments a bord En segon lloc, s'ha millorat el radi de gir del Guanay II. Per al gir, el vehicle utilitza dos motors laterals. Els antics drivers però, només permetien fer girar el motor en un sol sentit, fet que feia que el radi de gir fos de més de 10 metres. En aquest treball s'ha dissenyat un control en pont en H pels motors laterals, d'aquesta manera per realitzar el gir es pot fer servir un motor lateral en directe i l'altre en revers. S'ha pogut constatar en proves de camp la gran millora, ja que s'ha aconseguit fer girar el vehicle sobre el seu propi eix. Una altra millora important incorporada al vehicle són les comunicacions. En el vehicle existeix un enllaç de llarga distància via radio-mòdem per transmetre la telemetria. Aquest sistema s'ha complementat amb un nou enllaç WiFi. D'aquesta manera s'obté accés directa al PC-104 del Guanay II, permetent modificar o corregir el software o descarregar fàcilment les dades emmagatzemades, tan al laboratori com en proves de camp. També s'ha millorat el sistema de control i gestió de l'energia i les bateries. El vehicle, anteriorment disposava d'un connector extern per connectar o desconnectar les bateries el qual s'ha canviat per un sistema d'encesa per RF. Al mateix temps s'ha dissenyat un sistema de càrrega de les bateries extern, per tal d'evitar obrir el cilindre estanc i desmuntar l'electrònica cada vegada. Per acabar, s'han introduït nous dispositius estructurals per ajustar la flotabilitat i el trimat.