Resumen de Construcción de prototipo de CANSAT para toma de imágenes aéreas para detección de zonas de vegetación en agricultura de precisión

Juan José Mejía González, Sebastián Augusto Zapata Gil, Sebastián León Serna, Nicolás Buriticá Isaza, Davinson Arsuis González Jaramillo, Jorge M. Zamora Vélez

• español

  En este artículo se presenta el diseño del CANSAT Heliospectrum[1] desarrollado para su aplicación en percepción remota y análisis de imágenes para competir en el concurso anual realizado por la Sociedad de Sistemas Electrónicos y Aeroespaciales (AESS), capítulo Colombia. El equipo Helios, desarrollador del CANSAT, hace parte del grupo de investigación ASTRA de la Universidad de Antioquia. El diseño se realizó siguiendo las restricciones impuestas por el concurso, en las cuales el picosatélite debía asemejarse a una radiosonda con transmisores, componentes electrónicos, sensores con medición de aceleraciones, presión atmosférica, temperatura, campos magnéticos y aptitud para volar a 1.000 metros de altura (como mínimo), caer libremente y aterrizar con la ayuda de un paracaídas. Así mismo, cumple con los requerimientos necesarios para hacer del CANSAT una plataforma multipropósito con énfasis en percepción remota para aplicación en agricultura de precisión. Se implementó una cámara RGB como carga útil que, con ayuda de un algoritmo de análisis de imágenes que implementa el Excess Green Index (ExG) y el espacio de color Hue, Saturation, Value (HSV), permitió obtener resultados cualitativos de índices de vegetación. El CANSAT está conceptualizado en cinco subsistemas: computadora de vuelo, telemetría, estructura, descenso y recuperación, y potencia. En la aviónica del picosatélite se encuentran componentes principales como el microcontrolador Teensy 3,5, GPS GY-NEO6MV2, IMU GY-89 y en el sistema de recuperación un paracaídas expulsado con un servomotor. El prototipo de CANSAT fue fabricado y probado con éxito por el equipo, resultando ganador de la categoría “Cóndores” de la competencia CANSAT Colombia de la AESS.

• English

  This article presents the design of the CANSAT Heliospectrum, developed for remote sensing and image analysis, which participated in the annual competition held by the Society for Aerospace and Electronic Systems (AESS), Colombia Chapter. The team Helios, developer of the CANSAT, is part of ASTRA Research Group at the University of Antioquia (Colombia). The equipment was designed following the restrictions imposed by the competition, which stated that the picosatellite must resemble a radiosonde with transmitters, electronic components, sensors that measure accelerations, atmospheric pressure, temperature, magnetic fields, and besides being able to fly at a height of at least 1,000 meters, fall freely and land with the help of a parachute. The design meets the requirements to make of this CANSAT a multipurpose platform focused on remote sensing for its application in precision agriculture activities. An RGB camera was implemented as payload. This component allowed obtaining qualitative results of vegetation indices through an image analysis algorithm that implements the Excess Green Index (Exg) and the Hue Saturation Value (HSV) color scale. The CANSAT is conceptualized in five subsystems: flight computer, telemetry, structure, descent and recovery, and power. The avionics of the picosatellite includes main components such as the Teensy 3,5 microcontroller, GPS GY-NEO6MV2 and IMU GY-89, while the recovery system has a parachute that is ejected with a servomotor. A prototype of the CANSAT was manufactured and successfully tested by Helios, being awarded the “Condors” category at the AESS CANSAT Colombia competition.

• português

  Este artigo apresenta o desenho do Heliospectrum CANSAT desenvolvido para sua aplicação em percepção remota e análise de imagens para competir no concurso anual realizado pela Sociedade de Sistemas Eletrônicos e Aeroespaciais (AESS), capítulo Colômbia. A equipe Helios, desenvolvedora do CANSAT, faz parte do grupo de pesquisa ASTRA da Universidade de Antioquia. O projeto foi realizado seguindo as restrições impostas pela competição, em que o picossatélite deveria se assemelhar a uma radiossonda com transmissores, componentes eletrônicos, sensores com medição de acelerações, pressão atmosférica, temperatura, campos magnéticos e capacidade de voar a 1.000 metros de altura. (no mínimo), queda livre e pouse com a ajuda de um paraquedas. Além disso, atende aos requisitos necessários para fazer da CANSAT uma plataforma polivalente com ênfase em sensoriamento remoto para aplicação em agricultura de precisão. Uma câmera RGB foi implementada como uma carga útil que, com a ajuda de um algoritmo de análise de imagem implementa o Excess Green Index (ExG) e o Hue, Saturation, Value (HSV) espaço de cores, permitiu obter resultados qualitativos dos índices de vegetação. O CANSAT é conceituado em cinco subsistemas: computador de vôo, telemetria, estrutura, descida, recuperação e potência. Na aviônica do picossatélite existem componentes principais como o microcontrolador Teensy 3.5, GPS GY-NEO6MV2, IMU GY- 89 e no sistema de recuperação um paraquedas ejetado com servomotor. O protótipo CANSAT foi fabricado e testado com sucesso pela equipe, resultando vencedor da categoria "Condores" da competição CANSAT Colômbia da AESS.