Unmanned Surface Vehicle

El proyecto de vehículos de superficie no tripulados (USV) tenía como objetivo desarrollar un barco autónomo capaz de navegar a los puntos de referencia, evitar obstáculos y recopilar datos de encuestas. La motivación del proyecto fue alimentada por la necesidad de una solución asequible, segura y eficiente para el monitoreo de la vida silvestre, la búsqueda y el rescate, el transporte de carga e incluso la recopilación de datos.

El objetivo de diseño y los objetivos generales incluyeron la integración de sensores para la percepción, ubicación y comunicación, el uso de microcontroladores para el control de movimiento y la navegación, y cumplir con los requisitos operativos específicos, como los siguientes puntos de referencia, los objetos de detección, la profundidad del agua y la operación del USV dentro de los rangos especificados. Además, si bien hubiera sido más fácil montar la electrónica en un tablero de boogie o simplemente unir fideos de piscina a la caja de aparejos, nuestro objetivo es un diseño que se pareciera más a un casco tradicional de botes con una cubierta. No obstante, se tomó esta decisión para garantizar que el USV no solo funcionara de manera efectiva sino que también se comportara como un bote real.

Las características clave del USV que aseguraron una operación eficiente y confiable primero incluyeron nuestra navegación autónoma. El USV, mientras tenía modo manual, fue diseñado con capacidades de navegación autónoma donde el usuario puede establecer puntos de referencia predefinidos en la estación base y observar a medida que llega a las ubicaciones deseadas. La autonomía se vio mejorada por la detección y respuesta de obstáculos que permite que el barco detecte y evite objetos dentro de su camino. Además, el USV también tiene una comunicación de largo alcance con una estación base para la interpretación de datos y los comandos de señal. Esta característica fue crucial para el monitoreo en tiempo real, controlando el USV, así como para transmitir datos recopilados a la estación base para su análisis. Para las especificaciones de rendimiento, el USV también fue diseñado para tener un rango máximo de 2 kilómetros y proporcionar una vista clara frente al USV hasta un rango de 1 kilómetro. El USV también es capaz de operar a una velocidad de 1 metro por segundo, asegurando la navegación oportuna y eficiente a los puntos de referencia.

Incluso con un buen diseño, enfrentamos muchos desafíos durante las pruebas, como impermeabilizar la electrónica, el barco, los algoritmos de control de ajuste fino y garantizar una comunicación confiable en entornos complejos. A pesar de estos desafíos, demostramos con éxito la viabilidad y la efectividad de nuestro diseño de la USV.

Nuestros logros importantes incluyeron la integración de varios sensores y sistemas de control en un USV funcional, optimizar la comunicación entre componentes y demostrar el potencial de aplicaciones del mundo real en el monitoreo ambiental y la recopilación de datos. En el futuro, nuestro objetivo es desarrollar aún más nuestro USV incorporando algoritmos de evitación de obstáculos más avanzados, integrando el aprendizaje automático para la toma de decisiones y mejorando los modelos de comunicación para rangos más largos de monitoreo ambiental.