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Seguridad mejorada: aterrizaje de emergencia con tres hélices del M300 RTK

Su tranquilidad merece una medida de seguridad adicional como esta

By DJI Enterprise DJI Enterprise
enero 4, 2021

Al ponerlo en práctica por primera vez, el nuevo modo de aterrizaje de emergencia con tres hélices sorprende y al mismo tiempo tiene algo de extraño. Induce un giro rápido en el dron de modo que empieza a rotar a una velocidad de dos o tres giros por segundo. Así es: el dron empieza a dar vueltas en el aire hasta que logra aterrizar. 

Esos giros evitan la colisión. La elevada velocidad de los giros permite a los motores distribuir el impulso bajo el dron con mayor equilibrio, con lo que se mantiene una cierta estabilidad. Puesto que el brazo del motor averiado ocupa el mismo lugar unas décimas de segundo en el giro, resulta imposible que el dron caiga por ese costado. En realidad, al girar de esa manera el Matrice 300 RTK se comporta de forma parecida a un giroscopio o un volante de inercia.

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Es realmente extraordinario: el Matrice 300 RTK es capaz de volar con tres motores, algo inédito hasta ahora para cualquier cuadricóptero.

¿Alucinante, verdad? Lo es.

Motor Failure and Stabilization

"Modo de aterrizaje de emergencia con tres hélices"

Si conoce bien los cuadricópteros, seguro que ya está familiarizado con la cruda realidad: si un motor falla, el VANT cae,y además en picado. El dron cae por su propio peso, atraído por la fuerza de la gravedad. Le ahorraremos comentarios sobre el final previsible: la colisión.

Ese riesgo de avería, tan remoto pero a la vez real, explica que algunas personas tiendan a optar por hexacópteros, como la plataforma Matrice 600. Aun fallando uno de los seis motores, un piloto experimentado logrará que la aeronave aterrice sin un rasguño. Pero eso no se cumple con cuatro motores, ni siquiera el mejor de los pilotos podrá evitar lo inevitable.

 

“En condiciones normales, si se pierde el empuje de una de las hélices, las tres hélices restantes no son suficientes para mantener el dron en el aire —explica Freda Peng, director principal de Productos y Soluciones de DJI—"Esas tres hélices no tienen capacidad para aportar estabilidad al vuelo del dron”.

Aunque un riesgo así pueda ser asumible si hablamos de unidades caseras o baratos cuadricópteros de uso recreativo, todo cambia en el caso de los drones de empresa. Al estar equipados con sensores de alta gama (como la serie H20), LiDAR, zooms ópticos de alta potencia, hay mucho más en juego. Se trata de drones de precio elevado cuyos accesorios son caros, como la tecnología RTK (Real-Time Kinematic), que mejora la precisión espacial. Además, son muy preciados en centros industriales, donde no se pueden permitir los tiempos de inactividad.

Pocas probabilidades de avería

Como no podría ser de otra manera, los productos de DJI están diseñados para durar. Y las probabilidades de que surja una avería en el sistema de propulsión son muy remotas. De hecho, los cálculos de los ingenieros de DJI cifran en un 0.01 % las probabilidades de avería de un motor o un ESC (regulador electrónico de velocidad). Es un riesgo muy bajo.

Sin embargo, las averías ocurren, sobre todo si los drones operan en los duros entornos propios de muchos centros industriales. En vistas de todo esto, DJI decidió que sería útil incorporar una característica esencial a su nueva plataforma Matrice 300 RTK.La interacción del software con su placa de control de vuelo dota al Matrice 300 RTK de un salvavidas.

¿Cómo funciona?

En todos los drones, el controlador de vuelo funciona de manera ininterrumpida. Una de sus funciones esenciales es garantizar la estabilidad del vuelo. Para ello verifica los sensores de a bordo de modo que el dron esté nivelado y, además, supervisa constantemente el régimen de todos los motores. Junto con los ESC, el controlador somete a los motores a incesantes aceleraciones y frenazos para garantizar que la estabilidad del dron en el aire sea perfecta en todo momento. Estas comprobaciones del sistema se ejecutan varios cientos de veces por segundo y también se efectúan frecuentes ajustes pormenorizados.

Con el Matrice 300 RTK, el controlador de vuelo y otros algoritmos de software especializado aportan una novedad a los cuadricópteros de DJI: si detectan que el dron pierde potencia o que el régimen de alguno de los motores es lo suficientemente bajo para ocasionar un problema de estabilidad, el control se asigna al controlador de vuelo. El dron entra en un modo de supervivencia de emergencia diseñado para que aterrice con seguridad, o para permitir al piloto dirigir manualmente al Matrice 300 RTK a un lugar de aterrizaje que reúna mejores condiciones de seguridad.

Equipo de respuesta rápida

Se podría considerar este paquete hardware y software, de algún modo, como un equipo de respuesta rápida. La placa de control de vuelo es capaz de detectar cualquier anomalía de motor en menos de 100 milisegundos. Además, se dispone de otros 100 milisegundos para evitar la detección de falsos positivos por avería antes de pasar automáticamente al modo de aterrizaje de emergencia con tres hélices. Cualquier tiempo de reacción superior a 200 milisegundos permitiría que el dron alcance una velocidad angular demasiado alta para su control, un impedimento considerable para un aterrizaje de emergencia con tres hélices que sea controlado. El perfeccionamiento de los algoritmos de control de vuelo del M300 RTK ha suprimido prácticamente cualquier retardo previo a la toma de control por parte del software para inducir ese modo de emergencia en el dron.

Evidentemente, toda esa energía de rotación genera una cierta deriva en el vuelo. Por tanto, es posible que el Matrice 300 RTK se desvíe unos 30 metros antes de aterrizar. Y, a pesar de todo, deja de girar antes de aterrizar. A través de un comando especial del joystick, el piloto corta la alimentación de los motores cuando el Matrice 300 RTK está muy próximo al suelo, y, es de esperar, a una superficie mullida como la hierba.

“Seguimos haciendo pruebas y optimizando nuestros productos —afirma Peng—"Así que los ingenieros no dejarán de actualizar esta función”.

Controlled Landing

Diseñada para el Matrice 300 RTK

According to DJI’s Freda Peng, this feature had been planned for the Matrice 300 RTK from the beginning. T

Según asegura Freda Peng, responsable de DJI, esta función se diseñó desde el principio pensando en el Matrice 300 RTK. Aunque se trataba de todo un desafío de ingeniería, DJI era consciente de que los usuarios acogerían bien esta función, sobre todo como parte de un modelo empresarial de alta gama.

 

Por el momento, esta función solo está disponible con el Matrice 300 RTK. Aunque, según afirma Peng, esta función posiblemente pase a integrarse en otros productos de DJI, el foco ahora mismo está puesto en el Matrice 300 RTK.

DJI ha elaborado un libro blanco en el que se explica con mayor detalle cómo funciona el proceso. Descargue el reporte aquí

Extraordinario

Resulta asombroso comprobar la transición que ha experimentado esta característica, de concepto a realidad de ingeniería. Y lo será aún más cuando los centros de trabajo nos vayan informando de episodios en los que esta función haya sacado al Matrice 300 RTK de un apuro.

Las probabilidades de que la mayoría de los usuarios de esta aeronave necesiten utilizar alguna vez el aterrizaje de emergencia con tres hélices son bajas. Sin embargo, para esos casos poco frecuentes en los que algo sale mal esta función autónoma posiblemente ayude a salir del paso.

 

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Tags: Innovación de productos

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