ES2958408A1 - METHOD FOR PERFORMING TASKS ON AN UNMANNED VEHICLE OBJECT AND SYSTEM - Google Patents

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ES2958408A1 ES202230607A ES202230607A ES2958408A1 ES 2958408 A1 ES2958408 A1 ES 2958408A1 ES 202230607 A ES202230607 A ES 202230607A ES 202230607 A ES202230607 A ES 202230607A ES 2958408 A1 ES2958408 A1 ES 2958408A1
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Abstract

Método para realización de tareas en un objeto (1), que puede ser un objeto de posición y forma conocidas, que se implementa con un sistema de vehículos no tripulados (2, 3) que comprende un vehículo base de desplazamiento en superficie (2), que puede ser un vehículo terrestre (UGV) o acuático (USV) y al menos un vehículo huésped de tipo aéreo (UAV) (3), materialmente conectados por medios para la transmisión de energía eléctrica (9, 10) y, en su caso, datos (8, 10). Habiéndose previamente diseñado una ruta aérea sobre la base de un modelo digital en tres dimensiones de un objeto igual a aquel sobre el que se realizarán las tareas, esta ruta queda alojada en el vehículo base (2), que la transmite al huésped (3). El vehículo base (2) se desplaza por la superficie al tiempo que el vehículo huésped (3) despega de él y, alimentado por el vehículo base (2), realiza su ruta de inspección, adquiere datos y se los transmite por cable óptico (8, 10) al vehículo huésped (2), que los procesa y envía a un sistema de computación externo.Method for performing tasks on an object (1), which may be an object of known position and shape, which is implemented with an unmanned vehicle system (2, 3) that comprises a base surface displacement vehicle (2) , which can be a land vehicle (UGV) or aquatic vehicle (USV) and at least one aerial type host vehicle (UAV) (3), materially connected by means for the transmission of electrical energy (9, 10) and, in its case, data (8, 10). Having previously designed an air route based on a three-dimensional digital model of an object equal to the one on which the tasks will be carried out, this route is housed in the base vehicle (2), which transmits it to the guest (3). . The base vehicle (2) moves on the surface while the host vehicle (3) takes off from it and, powered by the base vehicle (2), carries out its inspection route, acquires data and transmits it to it by optical cable ( 8, 10) to the host vehicle (2), which processes them and sends them to an external computing system.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

MÉTODO PARA LA REALIZACIÓN DE TAREAS EN UN OBJETO Y SISTEMA DEMETHOD FOR PERFORMING TASKS ON AN OBJECT AND SYSTEM

VEHÍCULOS NO TRIPULADOSUNMANNED VEHICLES

SECTOR DE LA TÉCNICATECHNIQUE SECTOR

La invención pertenece al sector de los vehículos no tripulados y se refiere a un método para la realización de tareas en un objeto (1), que se pone en práctica mediante un sistema que comprende un vehículo base no tripulado de desplazamiento en superficie (2) y al menos un vehículo huésped no tripulado de tipo aéreo (3), materialmente conectado al vehículo base (2). The invention belongs to the sector of unmanned vehicles and refers to a method for carrying out tasks on an object (1), which is put into practice by a system that comprises an unmanned base vehicle for surface movement (2). and at least one unmanned aerial type host vehicle (3), physically connected to the base vehicle (2).

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

Los vehículos aéreos no tripulados (también denominados drones o UAV, del inglés Unmanned Aerial Vehicle) pueden ser de muy variadas configuraciones. El más común para usos no militares es el dron de tipo multirrotor, es decir, con varios brazos propulsores. Debido a su capacidad de vuelo estacionario, este es el tipo empleado en determinadas tareas, por ejemplo, de inspección, tal como la inspección de infraestructuras para la detección de defectos materiales. Incluso si las tareas se realizan en ámbitos espaciales reducidos, los drones presentan el problema de su limitada autonomía, debido a que la aeronave ha de efectuar complejas maniobras, mantenerse en vuelo estático, captar datos (por ejemplo, fotografías o vídeo), o en ocasiones procesarlos a bordo, todo lo cual consume mucha energía. Unmanned aerial vehicles (also called drones or UAVs, from the English Unmanned Aerial Vehicle) can be of very varied configurations. The most common for non-military uses is the multirotor type drone, that is, with several propellant arms. Due to its hovering capability, this is the type used in certain tasks, for example, inspection, such as the inspection of infrastructure for the detection of material defects. Even if the tasks are carried out in reduced spatial areas, drones present the problem of their limited autonomy, because the aircraft must perform complex maneuvers, remain in static flight, capture data (for example, photographs or video), or in sometimes process them on board, all of which consumes a lot of energy.

Se han descrito soluciones consistentes en que una aeronave no tripulada aloje a otras más pequeñas, sirviéndoles de plataforma de lanzamiento o prestándoles algún tipo de apoyo logístico, de modo que los vehículos auxiliares realizarán vuelos más cortos o requerirán de menos equipamiento a bordo, todo lo cual les proporciona un ahorro energético. Así por ejemplo en US2019112049A1 Sistema de lanzamiento portátil (TOP FLIGHT TECHNOLOGIES, INC.), 18.04.2019, cuyo objeto es una primera aeronave que aloja a una segunda aeronave, ambas no tripuladas, siendo la segunda aeronave lanzada para realizar tareas de toma de datos meteorológicos una vez la primera aeronave ha alcanzado un determinado punto durante su vuelo. Solutions have been described consisting of an unmanned aircraft hosting smaller ones, serving as a launch platform or providing some type of logistical support, so that the auxiliary vehicles will carry out shorter flights or require less equipment on board, all of which which provides them with energy savings. For example, in US2019112049A1 Portable launch system (TOP FLIGHT TECHNOLOGIES, INC.), 04/18/2019, whose object is a first aircraft that houses a second aircraft, both unmanned, the second aircraft being launched to perform landing tasks. meteorological data once the first aircraft has reached a certain point during its flight.

En los ejemplos conocidos en el estado de la técnica, el vehículo base es también una aeronave no tripulada, por lo que sigue planteándose el problema de la limitada autonomía operativa. In the examples known in the state of the art, the base vehicle is also an unmanned aircraft, so the problem of limited operational autonomy continues to arise.

Como solución a lo anterior, la presente patente propone un método de realización de tareas en un objeto (1) y un sistema de vehículos no tripulados (2, 3) configurado para la ejecución del método. El sistema de vehículos no tripulados (2, 3) comprende un vehículo base (2), que se desplaza en superficie y que puede dotarse de una gran capacidad de baterías. El vehículo base (2) está conectado materialmente, mediante cableado (10), a al menos un vehículo huésped (3), que es un vehículo no tripulado de tipo aéreo (UAV, Unmanned Aerial Vehicle) (3) cuya alimentación proviene de la batería (7) del vehículo base (2), lo cual permite aumentar extraordinariamente su autonomía operativa. La vinculación material por medio de cable (10) entre ambos hace que el al menos un vehículo huésped (3) pueda ser considerado un brazo operativo del vehículo base (2), más que una aeronave con autonomía propia, de modo que la suma de ambos vehículos (2, 3) produce una sinergia que aumenta la autonomía de funcionamiento de la al menos una aeronave no tripulada (3), su movilidad en áreas complejas, su capacidad de carga de sensores y actuadores y su capacidad de procesado de datos digitales. As a solution to the above, this patent proposes a method for performing tasks on an object (1) and an unmanned vehicle system (2, 3) configured for the execution of the method. The unmanned vehicle system (2, 3) comprises a base vehicle (2), which moves on the surface and can be equipped with a large battery capacity. The base vehicle (2) is physically connected, by means of wiring (10), to at least one host vehicle (3), which is an unmanned aerial vehicle (UAV, Unmanned Aerial Vehicle) (3) whose power comes from the battery (7) of the base vehicle (2), which allows its operational autonomy to be extraordinarily increased. The material link by means of cable (10) between both means that the at least one host vehicle (3) can be considered an operating arm of the base vehicle (2), rather than an aircraft with its own autonomy, so that the sum of Both vehicles (2, 3) produce a synergy that increases the operating autonomy of the at least one unmanned aircraft (3), its mobility in complex areas, its sensor and actuator loading capacity and its digital data processing capacity. .

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓNEXPLANATION OF THE INVENTION

En un primer aspecto, la invención se refiere a un método para la realización de tareas en un objeto (1), método que se pone en práctica mediante un conjunto de vehículos no tripulados(2, 3) que comprende un vehículo base de desplazamiento en superficie (2) y al menos un vehículo huésped de tipo aéreo (3), comprendiendo el método las etapas definidas en la reivindicación 1. Otros modos de realización preferente se definen en las reivindicaciones dependientes. In a first aspect, the invention refers to a method for carrying out tasks on an object (1), a method that is put into practice by a set of unmanned vehicles (2, 3) that comprises a base vehicle for movement in surface (2) and at least one aerial type host vehicle (3), the method comprising the steps defined in claim 1. Other preferred embodiments are defined in the dependent claims.

Debe entenderse por tarea cualquier actuación que realice el sistema de vehículos (2, 3) con respecto al objeto (1) sobre el que se implemente el método. Las tareas pueden estar relacionadas, por ejemplo, con la inspección del objeto (1), entendiéndose por tal la verificación de su estado, por ejemplo, para la detección de defectos del material (tales como grietas en el fuselaje de un avión o en placas solares de un parque fotovoltaico), o para controlar su estado (así, controlar el grado de crecimiento de un cultivo vertical o las existencias de un almacén). Otro propósito de las tareas puede ser alterar el estado físico del objeto (1), por ejemplo, tareas de reparación o de limpieza. A task should be understood as any action performed by the vehicle system (2, 3) with respect to the object (1) on which the method is implemented. The tasks may be related, for example, to the inspection of the object (1), meaning the verification of its condition, for example, for the detection of material defects (such as cracks in the fuselage of an aircraft or in plates of a photovoltaic park), or to control its status (such as controlling the degree of growth of a vertical crop or the stock of a warehouse). Another purpose of the tasks may be to alter the physical state of the object (1), for example, repair or cleaning tasks.

En una primera etapa, el método comprende que el vehículo no tripulado base (2) se desplace por una ruta sustancialmente definida por el área que ocupa el objeto (1) sobre la superficie en que esté ubicado. Así, si se trata de una tarea de inspección que tiene por objeto un avión (1), el vehículo base (2) se desplazará sustancialmente dentro del área que ocupa el avión (1) sobre el suelo en que esté estacionado, lo que puede incluir tanto seguir su contorno lateral como adentrarse en zonas que quedan debajo del fuselaje y alas. En el ejemplo de tareas de inspección para detectar defectos en placas solares en un parque fotovoltaico, o en tareas de limpieza o reparación de tales placas, el vehículo base (2) se desplazará por los pasillos del parque fotovoltaico, que delimitan el área en la que se ubican los paneles sobre el suelo, pudiendo asimismo adentrarse en zonas por debajo de dichos paneles. O si, en otro de los ejemplos mencionados, la tarea consiste en controlar existencias en un almacén, la ruta del vehículo base (2) se hará sustancialmente a lo largo de los pasillos del almacén. In a first stage, the method comprises that the base unmanned vehicle (2) moves along a route substantially defined by the area occupied by the object (1) on the surface on which it is located. Thus, if it is an inspection task that has as its object an airplane (1), the base vehicle (2) will move substantially within the area occupied by the airplane (1) on the ground on which it is parked, which may include both following its lateral contour and entering areas that are under the fuselage and wings. In the example of inspection tasks to detect defects in solar panels in a photovoltaic park, or in cleaning or repair tasks of such panels, the base vehicle (2) will travel through the corridors of the photovoltaic park, which delimit the area in which that the panels are located on the ground, and can also enter areas below said panels. Or if, in another of the examples mentioned, the task consists of controlling stock in a warehouse, the route of the base vehicle (2) will be substantially along the aisles of the warehouse.

El vehículo base (2) puede tener su ruta programada con antelación, por lo que operaría en modo autónomo. La programación de esta ruta es convencional, máxime teniendo en cuenta que, por lo general, el recorrido terrestre del vehículo base (2) estará compuesto de distintas trayectorias predecibles. Cabe también que un operador conduzca el vehículo base (2) presencialmente mediante un dispositivo de control remoto. En ambos casos, debe entenderse que el desplazamiento del vehículo base (2) puede ser continuo, o puede incluir paradas a lo largo de su ruta, previamente programadas o a discreción del piloto humano. The base vehicle (2) can have its route programmed in advance, so it would operate in autonomous mode. The programming of this route is conventional, especially taking into account that, generally, the land route of the base vehicle (2) will be composed of different predictable trajectories. It is also possible for an operator to drive the base vehicle (2) in person using a remote control device. In both cases, it must be understood that the movement of the base vehicle (2) can be continuous, or can include stops along its route, previously scheduled or at the discretion of the human pilot.

Una segunda etapa comprende que el al menos un vehículo huésped de tipo aéreo (3), despegue desde el vehículo base (2) para la realización de una ruta aérea, efectuando durante el transcurso de la ruta al menos una tarea en relación con el objeto (1), por ejemplo, cuando se trate de una inspección efectuará el menos una tarea de toma de datos. A second stage comprises that the at least one aerial type host vehicle (3) takes off from the base vehicle (2) to carry out an aerial route, carrying out at least one task in relation to the object during the course of the route. (1), for example, when it is an inspection, it will carry out at least one data collection task.

El al menos un vehículo aéreo (3) puede ser pilotado presencialmente, mediante un piloto humano que, provisto de un dispositivo de control remoto, se halla en el lugar y que puede ser el mismo que esté a cargo de dirigir presencialmente el vehículo base (2). El pilotaje presencial tiene los inconvenientes de su mayor coste y del riesgo de colisión por error humano con el objeto inspeccionado, lo que puede ser muy dañino si se trata, por ejemplo, del fuselaje de un avión (1). The at least one aerial vehicle (3) can be piloted in person, by a human pilot who, equipped with a remote control device, is on site and who may be the same one in charge of directing the base vehicle in person ( 2). In-person piloting has the disadvantages of its higher cost and the risk of collision due to human error with the inspected object, which can be very harmful if it is, for example, the fuselage of an airplane (1).

Para salvar los mencionados inconvenientes, en un modo de realización el al menos un vehículo aéreo (3) no es pilotado presencialmente, sino que opera en modo autónomo. En un modo de realización de esta operación en modo autónomo, al vehículo aéreo (3) se le irán transmitiendo las órdenes para su adecuado posicionamiento espacial, según técnicas conocidas. Esta transmisión se efectuará desde el vehículo base (2) o desde un sistema de computación externo al vehículo base (2). To overcome the aforementioned drawbacks, in one embodiment the at least one aerial vehicle (3) is not piloted in person, but rather operates in autonomous mode. In one way of carrying out this operation in autonomous mode, the aerial vehicle (3) will be transmitted the orders for its adequate spatial positioning, according to known techniques. This transmission will be made from the base vehicle (2) or from a computer system external to the base vehicle (2).

En otro modo de realización, el vuelo en modo autónomo se efectúa conforme a una ruta programada con antelación, lo que es conocido en la técnica. En un ejemplo, la ruta programada para el al menos un vehículo huésped (3) queda alojada en un sistema de computación a bordo del vehículo base (2), desde donde se transmite la ruta al al menos un vehículo huésped (3). En un modo de realización alternativo, la ruta programada para el al menos un vehículo huésped (3) queda alojada en un sistema de computación externo al vehículo base (2), normalmente bajo control de la entidad a cargo de las tareas. En este supuesto, el método comprende la etapa de transmitir dicha ruta al vehículo base (2), para que este a su vez pueda transmitirla al al menos un vehículo huésped (3). In another embodiment, the flight in autonomous mode is carried out according to a pre-programmed route, which is known in the art. In one example, the programmed route for the at least one host vehicle (3) is hosted in a computer system on board the base vehicle (2), from where the route is transmitted to the at least one host vehicle (3). In an alternative embodiment, the programmed route for the at least one host vehicle (3) is hosted in a computer system external to the base vehicle (2), normally under the control of the entity in charge of the tasks. In this case, the method includes the step of transmitting said route to the base vehicle (2), so that it in turn can transmit it to at least one host vehicle (3).

La operativa de drones (3) en vuelo autónomo conforme a una ruta preprogramada plantea problemas, derivados de que, como en la ruta se pueden presentar obstáculos de todo tipo, la aeronave (3) normalmente deberá estar equipada con componentes electrónicos que le doten de capacidades del tipo detectar-evitar obstáculos autónomamente y detectar-actuar, esto es, detectar los puntos o elementos en los que se requiera llevar a cabo una actuación (por ejemplo, captación de imágenes). Estos componentes, por un lado, incrementan el consumo de energía del dron (3), lo que, en la presente invención, queda paliado por la conexión de alimentación eléctrica (9, 10) entre el vehículo base (2) y el vehículo aéreo (3) y por otro, aumentan el peso y tamaño del dron (3), lo que dificulta su maniobrabilidad. The operation of drones (3) in autonomous flight according to a pre-programmed route poses problems, derived from the fact that, as obstacles of all kinds may occur on the route, the aircraft (3) must normally be equipped with electronic components that provide it with capabilities such as detect-avoid obstacles autonomously and detect-act, that is, detect the points or elements in which an action is required (for example, image capture). These components, on the one hand, increase the energy consumption of the drone (3), which, in the present invention, is alleviated by the electrical power connection (9, 10) between the base vehicle (2) and the aerial vehicle. (3) and on the other hand, they increase the weight and size of the drone (3), which makes its maneuverability difficult.

Para solventar el problema planteado, en un modo de realización el método se implementa en un objeto de posición y forma conocidas. Por “objeto de posición y forma conocidas” debe entenderse un objeto cuya ubicación y diseño espacial son únicos. Puede tratarse de un objeto de ubicación fija e inamovible, por ejemplo, una infraestructura, como un gasoducto o un parque fotovoltaico concretos, que no pueden variar de ubicación. Puede asimismo tratarse de un objeto móvil, como un determinado modelo de avión (1), pues al ser producidos en serie, todos los modelos serán idénticos, por lo que la forma del objeto será conocida. Para conseguir que la posición de estos objetos también sea conocida, cuando el método se implemente sobre ellos, una etapa del método consistirá en ubicarlo en una localización predeterminada en el lugar en que vayan a realizarse las tareas. En este mismo supuesto de objeto (1) de forma conocida pero de posición móvil, alternativamente se puede lograr que su posición sea conocida estableciendo en el objeto (1) uno o más puntos de localización con respecto a los cuales se ubique espacialmente el al menos un vehículo huésped. Igualmente, se considerará que son objetos de posición y forma conocidas determinadas estructuras ubicadas en el interior de lugares de producción, por ejemplo, las paredes dedicadas a cultivos verticales dentro de una determinada explotación agraria. También se considerará un objeto de posición y forma conocidas el volumen predeterminado que, dentro de un almacén, es susceptible de ser ocupado por las cajas donde se almacenan existencias de materia prima o de productos fabricados. Esto es así porque, si bien el número de cajas puede variar, el volumen que puedan ocupar todas ellas es conocido de antemano. To solve the problem posed, in one embodiment the method is implemented in an object of known position and shape. “Object of known position and shape” means an object whose location and spatial layout are unique. This can be an object with a fixed and immovable location, for example, an infrastructure, such as a specific gas pipeline or photovoltaic park, which cannot change location. It may also be a mobile object, such as a certain model of airplane (1), since when produced in series, all models will be identical, so the shape of the object will be known. To ensure that the position of these objects is also known, when the method is implemented on them, a step of the method will consist of placing it in a predetermined location in the place where the tasks are going to be performed. In this same case of object (1) of known shape but mobile position, alternatively its position can be achieved by establishing in the object (1) one or more location points with respect to which the at least one is spatially located. a host vehicle. Likewise, certain structures located inside production sites will be considered to be objects of known position and shape, for example, walls dedicated to vertical crops within a specific agricultural holding. The predetermined volume that, within a warehouse, is likely to be occupied by the boxes where stocks of raw materials or manufactured products are stored, will also be considered an object of known position and shape. This is because, although the number of boxes may vary, the volume that all of them can occupy is known in advance.

En este modo de realización, la invención propone diseñar la ruta tomando en consideración la mencionada circunstancia de que la ruta se realizará respecto a un objeto de posición y forma conocidas. En un modo de diseñar una ruta, en primer lugar, se obtiene un modelo tridimensional del objeto a inspeccionar, para lo cual una posibilidad conocida en la técnica es escanear un objeto de referencia (por ejemplo, un avión del mismo modelo, o la estructura específica de que se trate) con dispositivos como un sensor LIDAR, sensores o cámaras fotogramétricas. De la operación de escaneo resulta una nube de puntos a partir de la cual se genera el modelo en tres dimensiones del objeto. Dicho modelo tridimensional es el que se tomará como base para configurar la ruta, mediante pasos consistentes en detectar el objeto a partir de la nube de puntos, calcular unos puntos de parada del vehículo huésped (3) en puntos de la nube de puntos asociados a elementos del objeto, convertir los puntos de parada en una secuencia de puntos espaciales de posicionamiento o waypoints y programar tareas (por ejemplo, de captación de datos) asociadas a todos o algunos de los waypoints, configurando así una ruta programable. Convenientemente, la ruta podrá emplearse cuantas veces sea necesario inspeccionar el mismo objeto (por ejemplo, para sucesivos mantenimientos de la misma infraestructura, o del mismo modelo de avión que haya servido de base para el diseño de la ruta). El documento de patente WO2022/023594 “Sistema y procedimiento de inspección de infraestructuras” (ARBOREA INTELLBIRD, S.L.), 03/02/2022, describe cómo obtener una ruta de navegación para una aeronave no tripulada operando en modo autónomo tomando como referencia una infraestructura, lo cual es aplicable a la presente patente, en tanto una infraestructura es un objeto de posición y forma conocidas. In this embodiment, the invention proposes to design the route taking into consideration the aforementioned circumstance that the route will be carried out with respect to an object of known position and shape. In one way of designing a route, first, a three-dimensional model of the object to be inspected is obtained, for which a known possibility in the art is to scan a reference object (for example, an airplane of the same model, or the structure specific in question) with devices such as a LIDAR sensor, sensors or photogrammetric cameras. The scanning operation results in a cloud of points from which the three-dimensional model of the object is generated. Said three-dimensional model is the one that will be taken as a basis to configure the route, through steps consisting of detecting the object from the cloud of points, calculating stopping points of the host vehicle (3) at points in the cloud of points associated with elements of the object, convert the stop points into a sequence of spatial positioning points or waypoints and program tasks (for example, data collection) associated with all or some of the waypoints, thus configuring a programmable route. Conveniently, the route can be used as many times as it is necessary to inspect the same object (for example, for successive maintenance of the same infrastructure, or of the same aircraft model that has served as the basis for the design of the route). Patent document WO2022/023594 “Infrastructure inspection system and procedure” (ARBOREA INTELLBIRD, S.L.), 02/03/2022, describes how to obtain a navigation route for an unmanned aircraft operating in autonomous mode taking an infrastructure as a reference , which is applicable to the present patent, since an infrastructure is an object of known position and shape.

En un modo de realización, el método comprende la etapa adicional de recibir el vehículo base (2) los datos adquiridos por el al menos un vehículo huésped (3) durante la realización de su ruta aérea. In one embodiment, the method comprises the additional step of receiving the base vehicle (2) the data acquired by the at least one host vehicle (3) during the execution of its air route.

En un modo de realización, el método comprende la etapa adicional de procesar el vehículo base (2) los datos adquiridos por el al menos un vehículo huésped (3). La concentración de las capacidades de procesamiento en el vehículo base (2) permite liberar al dron (3) de los complejos dispositivos electrónicos que se requerirían si hubiera de estar dotado de capacidad de procesamiento a bordo. In one embodiment, the method comprises the additional step of processing the base vehicle (2) the data acquired by the at least one host vehicle (3). The concentration of processing capabilities in the base vehicle (2) allows the drone (3) to be freed from the complex electronic devices that would be required if it were to be equipped with on-board processing capacity.

En un modo de realización, el método comprende la etapa adicional de que el vehículo base (2) transmita a un sistema de computación externo los datos resultantes del procesamiento de los datos que ha recibido del al menos un vehículo huésped (3). In one embodiment, the method comprises the additional step of the base vehicle (2) transmitting to an external computing system the data resulting from the processing of the data it has received from the at least one host vehicle (3).

En un segundo aspecto, la invención tiene por objeto un sistema de vehículos no tripulados (2, 3) que comprende un vehículo base de desplazamiento en superficie (2) y al menos un vehículo huésped de tipo aéreo (3). In a second aspect, the object of the invention is an unmanned vehicle system (2, 3) that comprises a base surface displacement vehicle (2) and at least one aerial type host vehicle (3).

Son vehículos no tripulados los que no llevan un piloto humano a bordo. Estos vehículos pueden ser pilotados por un piloto humano presencialmente, el cual tiene al vehículo en su campo visual (pilotaje VLOS, del inglés Visual Line of Sight), sin perjuicio de que sea ayudado por sensores a bordo del vehículo que le permitan mantener una consciencia situacional de la aeronave en los momentos en que esta pueda quedar fuera de su campo de visión. Los vehículos no tripulados asimismo pueden pilotarse por un piloto humano situado remotamente respecto al vehículo, operación que se efectúa a través de las imágenes y datos de posicionamiento que transmite el vehículo; o pueden operar autónomamente. Unmanned vehicles are those that do not have a human pilot on board. These vehicles can be piloted by a human pilot in person, who has the vehicle in his field of vision (VLOS piloting, Visual Line of Sight), without prejudice to being helped by sensors on board the vehicle that allow him to maintain awareness. positioning of the aircraft at times when it may be out of its field of vision. Unmanned vehicles can also be piloted by a human pilot located remotely from the vehicle, an operation that is carried out through the images and positioning data transmitted by the vehicle; or they can operate autonomously.

Por vehículo base de desplazamiento en superficie (2) debe entenderse tanto un vehículo no tripulado terrestre (2) (conocidos como UGV, del inglés Unmanned Ground Vehicle o vehículo terrestre no tripulado), como un vehículo acuático de superficie (USV, del inglés Unmanned Surface Vehicle o vehículo no tripulado de superficie acuática, por oposición al denominado UUV, Unmanned Underwater Vehicle o vehículo no tripulado subacuático, no incluido en esta patente). Ambos tipos de vehículos son aptos para integrarse en el sistema de vehículos no tripulados (2, 3) de la patente, en tanto se puede habilitar en ellos una plataforma superior (4) que pueda servir de base al al menos un vehículo no tripulado aéreo (3). Base surface displacement vehicle (2) should be understood as both an unmanned ground vehicle (2) (known as UGV, Unmanned Ground Vehicle), and an aquatic surface vehicle (USV, Unmanned Surface Vehicle or unmanned aquatic surface vehicle, as opposed to the so-called UUV, Unmanned Underwater Vehicle, not included in this patent). Both types of vehicles are suitable for integration into the unmanned vehicle system (2, 3) of the patent, while a higher platform (4) can be enabled in them that can serve as a base for at least one aerial unmanned vehicle. (3).

El vehículo base (2) y el al menos un vehículo aéreo (3) mantienen una relación de dependencia que, en un modo de realización, se concreta en una conexión material mediante medios para la transmisión de energía eléctrica (9, 10). De este modo, el al menos un vehículo huésped (3) recibe su alimentación desde el vehículo base (2), por lo que no necesita una instalación de batería, lo cual permite simplificar su construcción y disminuir su tamaño. Este sistema de vehículos está configurado para ejecutar las etapas del método de la reivindicación 1. The base vehicle (2) and the at least one aerial vehicle (3) maintain a relationship of dependency that, in one embodiment, takes the form of a material connection through means for the transmission of electrical energy (9, 10). In this way, the at least one host vehicle (3) receives its power from the base vehicle (2), so it does not need a battery installation, which allows its construction to be simplified and its size reduced. This vehicle system is configured to execute the steps of the method of claim 1.

En otro modo de realización, la conexión entre ambos tipos de vehículos (2, 3) incluye además medios para la transmisión de datos (8, 10), con lo cual el al menos un vehículo huésped recibe (3) y transmite datos a través de la conexión directa (10) con el vehículo base (2), por lo que los vehículos (2, 3) no necesitan operar en entornos en que haya conexión Wifi y ni siquiera necesitan estar conectados mediante radio. Este sistema de vehículos (2, 3) está configurado para ejecutar las etapas del método de las reivindicaciones 1 a 10. In another embodiment, the connection between both types of vehicles (2, 3) also includes means for data transmission (8, 10), with which the at least one host vehicle receives (3) and transmits data through of the direct connection (10) with the base vehicle (2), so the vehicles (2, 3) do not need to operate in environments where there is a Wi-Fi connection and they do not even need to be connected by radio. This vehicle system (2, 3) is configured to execute the method steps of claims 1 to 10.

En un modo de realización, el sistema de vehículos no tripulados (2, 3) dotado de doble conexión de alimentación y datos (10) comprende un sistema de computación externo al vehículo base (2), configurado para comunicarse con el vehículo base (2). In one embodiment, the unmanned vehicle system (2, 3) equipped with a double power and data connection (10) comprises a computer system external to the base vehicle (2), configured to communicate with the base vehicle (2). ).

Dicho sistema de computación puede ser un dispositivo portátil de telecomunicación, esto es, un teléfono móvil inteligente (smartphone), tableta, ordenador portátil o cualquier otro tipo de dispositivo portátil que permita la comunicación telemática, incluida vía Wifi o por redes inalámbricas de área personal (WPAN) con arreglo al estándar Bluetooth® u otros sistemas de comunicación radio. Asimismo, el sistema de computación externo al vehículo base puede ser un servidor remoto con capacidad de comunicación telemática. Este sistema puede estar configurado para comunicarse directamente con el vehículo base (2), con el dispositivo portátil de telecomunicación o con ambos. Said computing system can be a portable telecommunications device, that is, a smart mobile phone (smartphone), tablet, laptop or any other type of portable device that allows telematic communication, including via Wi-Fi or wireless personal area networks. (WPAN) in accordance with the Bluetooth® standard or other radio communication systems. Likewise, the computer system external to the base vehicle can be a remote server with telematic communication capacity. This system can be configured to communicate directly with the base vehicle (2), with the portable telecommunications device or with both.

Finalmente, la presente invención se refiere a un conjunto de software que contiene un sistema operativo y un programa de ordenador que comprende instrucciones para que el sistema de vehículos (2, 3) ejecute el método reivindicado. Otro objeto de la invención es un medio legible por ordenador que tiene almacenado dicho programa de ordenador. Finally, the present invention relates to a software package containing an operating system and a computer program comprising instructions for the vehicle system (2, 3) to execute the claimed method. Another object of the invention is a computer-readable medium that has said computer program stored.

La invención aquí descrita permite un desdoblamiento de tareas complementarias entre el vehículo base de desplazamiento en superficie (2) y el al menos un vehículo huésped de tipo aéreo (3), que refuerza la eficiencia del conjunto cuando, como aquí se propone, se emplea para la realización de tareas en objetos (1): los recorridos del vehículo base (2) consumen relativamente poca energía, al ser realizados en superficie, sea terrestre o acuática, en vez de por el aire. No habiendo limitaciones significativas de tamaño, puede escogerse un vehículo base (2) dotado del número o potencia de baterías (7) que le confieran una autonomía operativa, y consiguiente capacidad de alimentación del al menos un vehículo huésped (3), tan grande como se desee. Por otra parte, al tomar su alimentación, y, en un modo de realización, poder recibir los datos directamente del vehículo base (2), el al menos un vehículo huésped (3) no necesitará baterías ni sensores complejos de posicionamiento y su unidad de control será más pequeña y sencilla que la de un vehículo que hubiera de ser empleado en tales tareas sin el auxilio de un vehículo base. Esto permite utilizar vehículos huéspedes (3) de pequeño tamaño, con mayor capacidad de maniobra y menor riesgo de daños en el objeto de inspección en caso de contacto accidental. Además, se podrá dotar al vehículo aéreo (3) de un amplio rango de sensores para la realización de las tareas encomendadas, sin menoscabar por ello su autonomía operacional, porque la alimentación extra que ello suponga la tomará del vehículo base (2). La vinculación material entre ambos tipos de vehículos (2, 3) y su capacidad para operar en movimiento simultáneo limitan el radio de acción de los drones (3) a la longitud del cable que los una al vehículo base (2), que debido a la combinación de movimientos simultáneos de ambos vehículos (2, 3), puede ser de extensión muy contenida con lo cual no se plantean problemas de riesgo para el tráfico aéreo. The invention described here allows a splitting of complementary tasks between the base surface displacement vehicle (2) and the at least one aerial type host vehicle (3), which reinforces the efficiency of the whole when, as proposed here, it is used. for carrying out tasks on objects (1): the routes of the base vehicle (2) consume relatively little energy, as they are carried out on the surface, whether terrestrial or aquatic, instead of in the air. There being no significant size limitations, a base vehicle (2) can be chosen equipped with the number or power of batteries (7) that give it operational autonomy, and consequent power capacity for at least one host vehicle (3), as large as desired. On the other hand, by taking its power, and, in one embodiment, being able to receive the data directly from the base vehicle (2), the at least one host vehicle (3) will not need batteries or complex positioning sensors and its control unit. control will be smaller and simpler than that of a vehicle that would have to be used in such tasks without the help of a base vehicle. This allows the use of small host vehicles (3), with greater maneuverability and lower risk of damage to the inspection object in case of accidental contact. Furthermore, the aerial vehicle (3) can be provided with a wide range of sensors to carry out the assigned tasks, without impairing its operational autonomy, because the extra power that this entails will be taken from the base vehicle (2). The material link between both types of vehicles (2, 3) and their ability to operate in simultaneous movement limit the radius of action of the drones (3) to the length of the cable that joins them to the base vehicle (2), which due to The combination of simultaneous movements of both vehicles (2, 3) can be very limited in extent, which does not pose risk problems for air traffic.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción se acompaña un juego de dibujos, que con carácter ilustrativo y no limitativo representan lo siguiente: To complement the description, a set of drawings is included, which, for illustrative and non-limiting purposes, represent the following:

Figura 1.- Vista superior de un sistema compuesto por un vehículo base de desplazamiento en superficie terrestre y dos vehículos huéspedes de tipo aéreo efectuando tareas relacionadas con la inspección de un avión. Figure 1.- Top view of a system composed of a base vehicle for movement on the ground surface and two aerial type host vehicles carrying out tasks related to the inspection of an aircraft.

Figura 2.- Mismos sistema y objeto de la figura anterior, en una vista lateral. Figure 2.- Same system and object as the previous figure, in a side view.

Figura 3.- Corte en sección longitudinal de un sistema compuesto por un vehículo no tripulado base de desplazamiento en superficie terrestre, con dos vehículos huéspedes de tipo aéreo representados en vuelo. Figure 3.- Longitudinal section of a system composed of a base unmanned vehicle for movement on the earth's surface, with two aerial-type host vehicles represented in flight.

Figura 4.- Vehículo base de desplazamiento en superficie terrestre con dos vehículos huéspedes de tipo aéreo acoplados en sus correspondientes cavidades. Figure 4.- Base vehicle for movement on the earth's surface with two aerial-type host vehicles coupled in their corresponding cavities.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

En un primer aspecto, la presente invención tiene por objeto un método para la realización de tareas en un objeto (1), que se implementa mediante un sistema de vehículos no tripulados (2, 3) que comprende un vehículo base de desplazamiento en superficie (2) y al menos un vehículo huésped de tipo aéreo (3). In a first aspect, the object of the present invention is a method for carrying out tasks on an object (1), which is implemented by an unmanned vehicle system (2, 3) that comprises a base vehicle for surface movement ( 2) and at least one aerial type host vehicle (3).

El método puede realizarse sobre objetos del tipo de los que ejemplificativamente se han descrito en el apartado precedente, entre ellos, las aeronaves tripuladas convencionales, sean de pasajeros, de carga o militares. Estas aeronaves están sujetas a exhaustivos programas de mantenimiento, los cuales incluyen inspecciones visuales de su fuselaje y alas llevadas a cabo por inspectores certificados, aparte de las inspecciones adicionales que los mecánicos de la operadora de la aeronave puedan realizar. Estas tareas son muy onerosas para las compañías, por el coste del personal especializado y por el tiempo en que las aeronaves han de permanecer inoperativas. A este tipo de tareas se le puede aplicar ventajosamente la presente invención. Así, en un modo de realización preferente, que se ilustra esquemáticamente en las Figuras 1 y 2, las tareas que forman parte del método son tareas de inspección y el objeto en el que se realizan es un avión (1) de línea comercial de un determinado fabricante y modelo. The method can be carried out on objects of the type that have been described in the preceding section, among them, conventional manned aircraft, whether passenger, cargo or military. These aircraft are subject to exhaustive maintenance programs, which include visual inspections of their fuselage and wings carried out by certified inspectors, in addition to additional inspections that the aircraft operator's mechanics may perform. These tasks are very onerous for the companies, due to the cost of specialized personnel and the time in which the aircraft must remain inoperative. The present invention can be advantageously applied to this type of tasks. Thus, in a preferred embodiment, which is schematically illustrated in Figures 1 and 2, the tasks that are part of the method are inspection tasks and the object on which they are carried out is a commercial airliner airplane (1). certain manufacturer and model.

Dado que todos los ejemplares del mismo modelo serán idénticos, se trata de un objeto (1) de forma conocida, en el sentido dado a esta expresión en la presente patente. No obstante, al ser un objeto (1) móvil, su ubicación espacial no será siempre la misma. Para que el ejemplar de avión (1) específico sobre el que se va a implementar el método sea un objeto (1) de posición conocida, el avión (1) se ubicará en una posición preestablecida en el lugar donde se realice la inspección, a cuyo fin se habrán practicado unas marcas en el suelo que señalen la posición que deban ocupar sus ruedas delanteras y traseras. Todas las inspecciones que se realicen sobre ese mismo avión (1) o sobre otras unidades del mismo modelo, requerirán que el avión (1) quede estacionado en la misma posición en el mismo lugar de inspección. Alternativamente, cuando las operaciones no se vayan a realizar en dicho punto de estacionamiento fijo, se marcarán en el avión (1) dos puntos, en el morro y en el extremo de un ala, configurados para que los drones puedan ubicarse espacialmente respecto a ellos. Esta operación de marcado se realiza por medios conocidos, como un sensor (por ejemplo, láser LIDAR de medición puntual), o bien practicando en los mencionados puntos, a los solos fines de la inspección, sendas marcas visuales detectables mediante visión computerizada (por ejemplo, adhesivos removibles que contengan un código QR). Since all examples of the same model will be identical, it is an object (1) of known shape, in the sense given to this expression in the present patent. However, since it is a mobile object (1), its spatial location will not always be the same. In order for the specific aircraft instance (1) on which the method is to be implemented to be an object (1) with a known position, the aircraft (1) will be located in a pre-established position at the place where the inspection is carried out, for which purpose marks will have been made on the ground to indicate the position that the front and rear wheels should occupy. All inspections carried out on that same airplane (1) or on other units of the same model will require that the airplane (1) be parked in the same position at the same inspection location. Alternatively, when operations are not going to be carried out at said fixed parking point, two points will be marked on the aircraft (1), on the nose and at the end of a wing, configured so that the drones can be spatially located with respect to them. . This marking operation is carried out by known means, such as a sensor (for example, LIDAR laser for point measurement), or by placing at the aforementioned points, for the sole purposes of the inspection, visual marks detectable by computer vision (for example , removable stickers containing a QR code).

En un momento anterior en el tiempo, sobre la misma u otra unidad del mismo modelo de avión (1) se habrán llevado a cabo las operaciones necesarias para diseñar una ruta adaptada a la forma específica de ese modelo de avión (1), operaciones que han sido explicadas precedentemente en este documento. Por ello, la ruta que los vehículos aéreos huéspedes (3) van a realizar ya está programada con antelación a la ejecución de las tareas. At an earlier moment in time, on the same or another unit of the same airplane model (1), the necessary operations will have been carried out to design a route adapted to the specific shape of that airplane model (1), operations that have been explained previously in this document. Therefore, the route that the guest aerial vehicles (3) are going to take is already programmed in advance of the execution of the tasks.

En un modo de realización, el método de inspección se realiza mediante un sistema de vehículos no tripulados (2, 3) que comprende un vehículo base de desplazamiento en superficie, en concreto, un vehículo no tripulado terrestre (UGV) (2). De este vehículo base (2) dependen dos vehículos huéspedes de tipo aéreo (3). Este conjunto de vehículos huéspedes de tipo aéreo (3) operaría de manera coordinada, lo que en el estado de la técnica se conoce como vuelo en enjambre. El emplear varios vehículos aéreos (3) permite repartir entre ellos las tareas, dotándoles de distintos tipos de sensores. En función del volumen del objeto (1) en el que se realicen las tareas o por necesidades logísticas, con respecto al mismo objeto (1) se podrán emplear dos o más sistemas de vehículos no tripulados (2, 3). A los efectos de esta patente, por “sistema de vehículos no tripulados” (2, 3) debe entenderse un vehículo base de desplazamiento en superficie (2) al que esté conectado al menos un vehículo huésped de tipo aéreo (2). El empleo de vehículos base (2) adicionales, con cualquier número de vehículos huéspedes (3) conectados a ellos, no significará que ha variado la configuración del sistema de vehículos (2, 3), sino que se están empleando varios sistemas (2, 3) simultáneamente. In one embodiment, the inspection method is carried out using an unmanned vehicle system (2, 3) that comprises a base surface displacement vehicle, specifically, an unmanned ground vehicle (UGV) (2). Two aerial type host vehicles (3) depend on this base vehicle (2). This set of aerial type host vehicles (3) would operate in a coordinated manner, which in the state of the art is known as swarm flight. Using several aerial vehicles (3) allows tasks to be distributed among them, providing them with different types of sensors. Depending on the volume of the object (1) on which the tasks are carried out or due to logistical needs, with respect to the same object (1) two or more unmanned vehicle systems (2, 3) may be used. For the purposes of this patent, “unmanned vehicle system” (2, 3) should be understood as a base surface displacement vehicle (2) to which at least one aerial type host vehicle (2) is connected. The use of additional base vehicles (2), with any number of host vehicles (3) connected to them, will not mean that the configuration of the vehicle system (2, 3) has changed, but rather that several systems (2, 3) are being used. 3) simultaneously.

En el modo de realización que aquí se ejemplifica, el vehículo base (2) opera en modo autónomo conforme a una ruta que se le ha introducido en su unidad de control con anterioridad y que ha sido diseñada en el modo ejemplificativamente descrito. En otro modo de realización, el vehículo base (2) puede ser dirigido presencialmente mediante un control remoto o por cable. In the embodiment exemplified here, the base vehicle (2) operates in autonomous mode according to a route that has been entered into its control unit previously and that has been designed in the manner described exemplarily. In another embodiment, the base vehicle (2) can be directed in person using a remote or cable control.

La ruta a realizar por los vehículos de tipo aéreo (3) puede estar alojada en la unidad de control del vehículo base (2). Así, llegado el momento en que deban dar comienzo las operaciones de inspección, dicha ruta será transmitida a los vehículos huéspedes (3) por el vehículo base (2). En otro ejemplo de realización, la ruta de inspección puede está alojada en un sistema de computación externo al vehículo base (2), bajo control de la entidad responsable del mantenimiento del avión (1), en cuyo caso, llegado el momento de comienzo de las operaciones, la ruta será transmitida al vehículo base (2) desde el sistema de computación, vía Wifi o radio. The route to be taken by the aerial type vehicles (3) may be housed in the control unit of the base vehicle (2). Thus, when the time comes when the inspection operations must begin, said route will be transmitted to the host vehicles (3) by the base vehicle (2). In another example of embodiment, the inspection route may be hosted in a computer system external to the base vehicle (2), under the control of the entity responsible for the maintenance of the aircraft (1), in which case, when the time for the start of operations, the route will be transmitted to the base vehicle (2) from the computer system, via Wifi or radio.

Una vez que el avión (1) está ubicado en el lugar donde va a llevarse a cabo la inspección, el operador de la entidad de mantenimiento determinará el momento en que debe comenzar la ejecución del método. Una vez da comienzo, se producirán dos tipos de desplazamiento del sistema de vehículos no tripulados (2, 3): por un lado, el vehículo base (2) se desplazará por una ruta en superficie, en este caso terrestre, sustancialmente dentro del área que ocupa el avión (1) sobre el suelo en que esté estacionado, lo que puede incluir tanto seguir su contorno lateral como adentrarse en zonas que quedan debajo del fuselaje y alas. Y los vehículos huéspedes aéreos (3) despegarán desde el vehículo base (2) para la realización de su correspondiente ruta aérea en el entorno del avión (1). Ambos tipos de desplazamientos pueden ser simultáneos, de modo que, al tiempo que el vehículo base (2) se desplaza, los vehículos huéspedes (3) despegan y efectúan su ruta. O pueden realizarse en momentos sucesivos, de modo que, mientras el vehículo base (2) se desplaza hasta un punto intermedio de su ruta, los vehículos huéspedes (3) se mantienen estáticos en el vehículo base (2), del que despegan cuando el vehículo base (2) se para en los puntos intermedios. Once the plane (1) is located in the place where the inspection is going to be carried out, the operator of the maintenance entity will determine the moment at which the execution of the method should begin. Once it begins, two types of movement of the unmanned vehicle system (2, 3) will occur: on the one hand, the base vehicle (2) will travel along a surface route, in this case land, substantially within the area that the aircraft (1) occupies on the ground on which it is parked, which may include both following its lateral contour and entering areas that are under the fuselage and wings. And the aerial guest vehicles (3) will take off from the base vehicle (2) to carry out their corresponding air route in the vicinity of the airplane (1). Both types of movements can be simultaneous, so that, while the base vehicle (2) moves, the guest vehicles (3) take off and carry out their route. Or they can be carried out at successive moments, so that, while the base vehicle (2) moves to an intermediate point on its route, the guest vehicles (3) remain static in the base vehicle (2), from which they take off when the base vehicle (2) stops at intermediate points.

Los datos que los vehículos huéspedes (3) van adquiriendo a medida que realizan su ruta son recibidos en el vehículo base (2). En un ejemplo de realización, esta transmisión-recepción es en tiempo real. En otros modos de realización, se puede realizar por volcado de datos una vez los vehículos huéspedes (3) hayan retornado al vehículo base (2). The data that the guest vehicles (3) acquire as they carry out their route are received in the base vehicle (2). In an exemplary embodiment, this transmission-reception is in real time. In other embodiments, it can be done by dumping data once the guest vehicles (3) have returned to the base vehicle (2).

En un modo de realización, el vehículo base (2) realiza a bordo tareas de procesamiento de los datos recibidos de los vehículos huéspedes (3). El grado de procesamiento del material recibido será mayor o menor en función de las preferencias del responsable del servicio. Así, el vehículo base (2) puede emitir un informe completo o realizar un preprocesado de la información. En un modo de realización, el resultado de las tareas de procesamiento y análisis se recoge en un archivo codificado estableciendo alertas y posiciones de las anomalías detectadas. Concluido el procesamiento asignado al vehículo base (2), el archivo codificado se transmite al sistema de computación externo. De este modo, se evita tener que enviar a dicho sistema de computación todos los datos adquiridos por los vehículos huéspedes (3), lo que supondría un ingente volumen de información. In one embodiment, the base vehicle (2) performs on-board processing tasks on the data received from the host vehicles (3). The degree of processing of the material received will be greater or lesser depending on the preferences of the person responsible for the service. Thus, the base vehicle (2) can issue a complete report or pre-process the information. In one embodiment, the result of the processing and analysis tasks is collected in an encoded file, establishing alerts and positions of the detected anomalies. Once the processing assigned to the base vehicle (2) is completed, the encoded file is transmitted to the external computer system. In this way, it is avoided having to send all the data acquired by the host vehicles (3) to said computer system, which would involve a huge volume of information.

El método descrito puede implementarse para la realización de cualesquiera tareas que se realicen respecto de un objeto. Así, el método es susceptible de aplicación en tareas de inspección y mantenimiento de bandejas de cultivo en cultivos verticales, por lo cual se trataría de un ejemplo de realización de tareas en relación con un objeto de posición y forma conocidas. En un modo de implementación del método para este tipo de tarea, el vehículo base de desplazamiento en superficie es un UGV, que se desplaza por una ruta preprogramada por los pasillos entre las estructuras de soporte de las bandejas. The described method can be implemented to perform any tasks that are performed with respect to an object. Thus, the method is susceptible to application in tasks of inspection and maintenance of crop trays in vertical crops, which is why it would be an example of carrying out tasks in relation to an object of known position and shape. In one mode of implementation of the method for this type of task, the base surface displacement vehicle is a UGV, which moves along a pre-programmed route through the corridors between the support structures of the trays.

Dos aeronaves no tripuladas despegan del UGV para la realización de rutas preprogramadas, incluyendo sus tareas el desplazamiento por el contorno de las sucesivas bandejas verticales para, con la ayuda de sensores específicos como cámaras multiespectrales, verificar el estado tanto de los cultivos como de los elementos estructurales. Los datos recabados son transmitidos a través del cable al vehículo base, que los procesa y transmite a un sistema de computación externo localizado en la planta de producción. Two unmanned aircraft take off from the UGV to carry out pre-programmed routes, their tasks including moving along the contour of the successive vertical trays to, with the help of specific sensors such as multispectral cameras, verify the status of both the crops and the elements. structural. The collected data is transmitted through the cable to the base vehicle, which processes it and transmits it to an external computer system located in the production plant.

En otro ejemplo, el método se implementa en relación con tareas de control de existencias en un almacén logístico. El control a cargo de personas es costoso y limita las posibilidades de almacenamiento en altura de las cajas que contienen las existencias. Mediante el método reivindicado, el vehículo base de desplazamiento en superficie sería igualmente un UGV, que se desplaza por una ruta preprogramada por los pasillos a lo largo de los cuales se alinean las estructuras de apilamiento de las cajas. Dos drones despegan del UGV para la realización de sendas rutas preprogramadas, incluyendo sus tareas el desplazamiento por el contorno de las estructuras para, con la ayuda de sensores específicos, como lectores de códigos de barras o QR, leer los códigos de las cajas. La realización de la tarea mediante el sistema propuesto permite solventar limitaciones de altura de las cajas, sin más que disponer cables de alimentación de los drones con la longitud necesaria. Los datos recabados son transmitidos a través del cable al vehículo base, que los procesa, generando listados de inventario que transmite a un sistema de computación localizado en las oficinas del almacén logístico. In another example, the method is implemented in relation to stock control tasks in a logistics warehouse. Control by people is expensive and limits the possibilities of high storage of the boxes containing the stock. Using the claimed method, the base surface movement vehicle would also be a UGV, which moves along a pre-programmed route through the corridors along which the box stacking structures are aligned. Two drones take off from the UGV to carry out pre-programmed routes, their tasks including moving along the contour of the structures to, with the help of specific sensors, such as barcode or QR readers, read the codes on the boxes. Carrying out the task using the proposed system makes it possible to solve box height limitations, simply by providing drone power cables of the necessary length. The data collected is transmitted through the cable to the base vehicle, which processes it, generating inventory lists that are transmitted to a computer system located in the logistics warehouse offices.

De modo sustancialmente idéntico, el método puede implementarse para la realización de tareas de inspección en plantas solares térmicas y fotovoltaicas. En este modo de realización, el vehículo base de desplazamiento en superficie sería igualmente un UGV, que se desplaza por una ruta preprogramada por los pasillos definidos por las hileras de paneles. Dos drones despegan del vehículo base con la tarea de desplazarse respectivamente por la parte inferior y superior de los paneles, barriéndolas con sensores termográfico-radiométricos y con un sensor visible. Los datos adquiridos y sus metadatos de posición asociados son transmitidos al vehículo base donde son procesados en tiempo real mediante software para detectar anomalías y crear alertas que son remitidas a un sistema de computación localizado en la estación de control de la planta solar. Un tercer dron dependiente del mismo vehículo base realiza tareas de limpieza de la cara superior de los paneles, a cuyo efecto está provisto de cepillos giratorios. In a substantially identical way, the method can be implemented to carry out inspection tasks in solar thermal and photovoltaic plants. In this embodiment, the base surface movement vehicle would also be a UGV, which moves along a pre-programmed route through the corridors defined by the rows of panels. Two drones take off from the base vehicle with the task of moving respectively along the bottom and top of the panels, scanning them with thermographic-radiometric sensors and a visible sensor. The acquired data and its associated position metadata are transmitted to the base vehicle where they are processed in real time by software to detect anomalies and create alerts that are sent to a computer system located in the solar plant control station. A third drone dependent on the same base vehicle carries out cleaning tasks on the upper face of the panels, for which purpose it is equipped with rotating brushes.

En un segundo aspecto, la presente invención tiene por objeto un sistema de vehículos no tripulados (2, 3) que comprende un vehículo base de desplazamiento en superficie (2) y al menos un vehículo huésped de tipo aéreo (3). Para ejemplificar un modo de realización del sistema de vehículos, la Fig. 3 representa, en un corte de sección longitudinal, un vehículo base de tipo terrestre (2) conectado a dos aeronaves no tripuladas (3). In a second aspect, the object of the present invention is an unmanned vehicle system (2, 3) that comprises a base surface displacement vehicle (2) and at least one aerial type host vehicle (3). To exemplify an embodiment of the vehicle system, Fig. 3 represents, in a longitudinal section, a ground-type base vehicle (2) connected to two unmanned aircraft (3).

Como vehículo de tipo terrestre (2) puede usarse un UGV convencional, movido por al menos un motor eléctrico o térmico que transmite su energía a unas ruedas. La configuración del vehículo (2) para adaptarlo convenientemente a la realización del tipo de tareas de que se trate puede ser realizada por el experto en la materia. A conventional UGV can be used as a land-type vehicle (2), powered by at least one electric or thermal motor that transmits its energy to wheels. The configuration of the vehicle (2) to suitably adapt it to the performance of the type of tasks in question can be carried out by the person skilled in the art.

En un modo de realización del UGV (2), en su parte superior se dispone una plataforma (4), que sirve de base de despegue y aterrizaje a las aeronaves huéspedes (3). La plataforma (4) presenta dos cavidades (5) configuradas para albergar sendos vehículos huéspedes de tipo aéreo (3). El UGV (2) está dotado de una unidad de control (6) con un dispositivo de procesamiento informático, que comprende un microcontrolador estándar, el cual gestiona el funcionamiento del motor del vehículo. En un modo de realización, la unidad de control del vehículo base comprende un sistema de procesado y computación en tiempo real que le permita analizar las imágenes y datos transmitidos por las aeronaves huéspedes (3), mediante recursos de inteligencia artificial, por ejemplo, de visión computarizada y análisis de nubes de puntos LIDAR y fotogramétricas. In one embodiment of the UGV (2), a platform (4) is arranged in its upper part, which serves as a take-off and landing base for the host aircraft (3). The platform (4) has two cavities (5) configured to house two aerial-type host vehicles (3). The UGV (2) is equipped with a control unit (6) with a computer processing device, which includes a standard microcontroller, which manages the operation of the vehicle's engine. In one embodiment, the control unit of the base vehicle comprises a real-time processing and computing system that allows it to analyze the images and data transmitted by the host aircraft (3), using artificial intelligence resources, for example, computer vision and LIDAR and photogrammetric point cloud analysis.

El vehículo base (2) está equipado con una o más baterías (7), cuya capacidad se seleccionará en función de criterios como el nivel de procesamiento que la unidad de control vaya a realizar o la previsible duración de las tareas a las que se vaya a dedicar habitualmente el vehículo base (2). The base vehicle (2) is equipped with one or more batteries (7), whose capacity will be selected based on criteria such as the level of processing that the control unit is going to perform or the foreseeable duration of the tasks to be carried out. to habitually dedicate the base vehicle (2).

En un modo preferido de realización, el vehículo base de tipo terrestre (2) está materialmente conectado a los dos vehículos aéreos (3) por medios tanto para la transmisión de energía eléctrica (9, 10) como para la transmisión de datos (8, 10). A tal fin, de la unidad de control (6) emergen dos cables de fibra óptica (8) y de la batería (7), dos cables eléctricos (9). Cada par de cables (8, 9) confluye y se une en un único cable (10) que incluye conductos separados y aislados para la corriente eléctrica y para la fibra óptica. Cada uno de estos dos cables dobles (10) se conecta con una aeronave (3), a través de sendos orificios practicados en la base de las cavidades (5). La longitud del cable de conexión (10) entre el vehículo base (2) y cada vehículo aéreo (3) se escogerá en función de factores como la altura del objeto (1) en el que se realicen las tareas o la extensión del área que los drones (3) hayan de cubrir. Para el manejo de los cables (10), se disponen en la plataforma sendos dispositivos de enrollado (11), conocidos en el estado de la técnica, que permiten el despliegue y recogida de los cables (10) a medida que las aeronaves (3) se alejen o acerquen al vehículo base (2). In a preferred embodiment, the ground-type base vehicle (2) is materially connected to the two aerial vehicles (3) by means for both the transmission of electrical energy (9, 10) and for the transmission of data (8, 10). 10). To this end, two fiber optic cables (8) emerge from the control unit (6) and two electrical cables (9) emerge from the battery (7). Each pair of cables (8, 9) converges and joins into a single cable (10) that includes separate and insulated conduits for the electric current and for the optical fiber. Each of these two double cables (10) is connected to an aircraft (3), through separate holes made at the base of the cavities (5). The length of the connection cable (10) between the base vehicle (2) and each aerial vehicle (3) will be chosen based on factors such as the height of the object (1) on which the tasks are carried out or the extent of the area that the drones (3) have to cover. To manage the cables (10), two winding devices (11) are arranged on the platform, known in the state of the art, which allow the deployment and collection of the cables (10) as the aircraft (3) ) move away from or towards the base vehicle (2).

La Fig. 4 muestra el mismo sistema de vehículos (2, 3) que se ha descrito, en una vista de tres cuartos que muestra a los dos vehículos huéspedes de tipo aéreo (3) acoplados en sus correspondientes cavidades (5) de la plataforma superior (4) del vehículo base (2), con los dispositivos de enrollado de cable (11) sobre dicha plataforma (4). Fig. 4 shows the same vehicle system (2, 3) that has been described, in a three-quarter view showing the two aerial type host vehicles (3) coupled in their corresponding cavities (5) of the platform. top (4) of the base vehicle (2), with the cable winding devices (11) on said platform (4).

En el modo de realización que se propone, los vehículos huéspedes de tipo aéreo (3) son drones del tipo multirrotor, esto es, de los que comprenden varios rotores asociados a sendos motores de propulsión. Este tipo de configuración permite aterrizajes y despegues verticales y el vuelo estacionario, por lo que este tipo es el más apto para la realización de las tareas propias del método reivindicado. Estas aeronaves (3) estarán equipadas con unos u otros dispositivos de navegación y adquisición de datos según sea la índole de la tarea asignada, siendo esta una operación conocida por el experto en la materia. Ejemplificativamente, en cuando a dispositivos de navegación las aeronaves (3) están equipadas con un sistema de posicionamiento por satélite capaz de conectarse a varias redes satélites, como GPS, GLONASS, BeiDou o GALILEO. Asimismo, estarían dotadas de un sensor básico de detección y evitación de obstáculos. Adicionalmente, el UAV está dotado de un sistema de posicionamiento de alta precisión, por ejemplo, un sistema del tipo RTK (Real-Time Kinematics). Cuando las tareas se ejecuten en un recinto, los sistemas de posicionamiento de las aeronaves no tripuladas se pueden conjugar con unas balizas de posicionamiento que se ubicarán en el recinto. In the proposed embodiment, the aerial type host vehicles (3) are multirotor type drones, that is, those that comprise several rotors associated with separate propulsion motors. This type of configuration allows vertical landings and takeoffs and hovering, making this type the most suitable for carrying out the tasks of the claimed method. These aircraft (3) will be equipped with one or another navigation and data acquisition devices depending on the nature of the assigned task, this being an operation known to the person skilled in the art. For example, regarding navigation devices, the aircraft (3) are equipped with a satellite positioning system capable of connecting to various satellite networks, such as GPS, GLONASS, BeiDou or GALILEO. Likewise, they would be equipped with a basic obstacle detection and avoidance sensor. Additionally, the UAV is equipped with a high-precision positioning system, for example, an RTK (Real-Time Kinematics) type system. When the tasks are carried out in an enclosure, the positioning systems of the unmanned aircraft can be combined with positioning beacons that will be located in the enclosure.

Para los fines de adquisición de datos, las aeronaves (3) están dotadas de dispositivos periféricos, que en el ejemplo de realización que se está describiendo pueden comprender una cámara visible de alta resolución, una cámara termográfica (cuando se trate de inspecciones sobre fuselajes de composite), un sensor láser para detectar abolladuras, cámaras fotográficas o de vídeo, cámaras de espectro térmico por infrarrojos o sensores LIDAR de barrido, láser para el contrastado visible de irregularidades, y un sensor tipo palpador como los que lleva a bordo la aeronave del documento patente EP3392652 A1 (ARBOREA INTELLBIRD SL), 24/10/2018 Método para inspeccionar materiales y aeronave para implementar dicho método, [0023], o de tipo ultrasónico. For the purposes of data acquisition, the aircraft (3) are equipped with peripheral devices, which in the embodiment example being described may include a high-resolution visible camera, a thermal imaging camera (in the case of inspections on aircraft fuselages, composite), a laser sensor to detect dents, photographic or video cameras, infrared thermal spectrum cameras or scanning LIDAR sensors, a laser for visible contrasting of irregularities, and a probe type sensor such as those carried on board the aircraft of the patent document EP3392652 A1 (ARBOREA INTELLBIRD SL), 10/24/2018 Method for inspecting materials and aircraft to implement said method, [0023], or ultrasonic type.

En un modo de realización, el sistema de vehículos (2, 3) comprende un sistema de computación externo al vehículo base (2). Este sistema de computación puede ser un dispositivo portátil de telecomunicación, sea un teléfono móvil inteligente (smartphone), tableta, ordenador portátil. En otro modo de realización, puede ser un servidor remoto, que según un ejemplo de realización, comprende los siguientes componentes: al menos un circuito que integra procesadores multinúcleo, una placa base, unidades de memoria RAM, medios de almacenamiento, una tarjeta gráfica configurada para procesar gran volumen de información en forma de imágenes; fuente de alimentación, medios de refrigeración y tarjeta de red y de comunicaciones, por ejemplo un sistema basado en comunicación tipo router con tarjeta SIM. En experto en la materia, en función de las necesidades previsibles, podrá configurar dicho servidor remoto con equipamientos de más o menos capacidad de entre los disponibles en el estado de la técnica. En otro modo de realización, el sistema de computación combina los mencionados dispositivo portátil de comunicación y servidor remoto. In one embodiment, the vehicle system (2, 3) comprises a computer system external to the base vehicle (2). This computing system can be a portable telecommunications device, be it a smart mobile phone (smartphone), tablet, laptop. In another embodiment, it may be a remote server, which according to an example of embodiment, comprises the following components: at least one circuit that integrates multicore processors, a motherboard, RAM memory units, storage media, a configured graphics card to process large volumes of information in the form of images; power supply, cooling means and network and communications card, for example a system based on router-type communication with a SIM card. An expert in the field, depending on foreseeable needs, will be able to configure said remote server with equipment of more or less capacity from among those available in the state of the art. In another embodiment, the computing system combines the aforementioned portable communication device and remote server.

El sistema de computación externo al vehículo base (2) está configurado para comunicarse con el vehículo base (2). Esta comunicación bidireccional puede efectuarse mediante Wifi, por redes inalámbricas de área personal (WPAN) con arreglo al estándar Bluetooth® o en tiempo real mediante un protocolo de comunicación de baja latencia, por ejemplo, un protocolo de comunicación 5G. The computer system external to the base vehicle (2) is configured to communicate with the base vehicle (2). This bidirectional communication can be carried out using Wi-Fi, wireless personal area networks (WPAN) according to the Bluetooth® standard or in real time using a low latency communication protocol, for example, a 5G communication protocol.

Claims (17)

REIVINDICACIONES 1. Método para la realización de tareas en un objeto (1), que se realiza mediante un sistema de vehículos no tripulados (2, 3) que comprende un vehículo base de desplazamiento en superficie (2) y al menos un vehículo huésped de tipo aéreo (3) materialmente conectados por medios para la transmisión de energía eléctrica (9, 10), comprendiendo el método las siguientes etapas:1. Method for carrying out tasks on an object (1), which is carried out by means of an unmanned vehicle system (2, 3) that comprises a base surface displacement vehicle (2) and at least one host vehicle of type aerial (3) materially connected by means for the transmission of electrical energy (9, 10), the method comprising the following stages: a. Desplazarse el vehículo base (2) por una ruta sustancialmente definida por el área que ocupa el objeto (1) sobre la superficie en que esté ubicado.to. Move the base vehicle (2) along a route substantially defined by the area occupied by the object (1) on the surface on which it is located. b. Despegar el al menos un vehículo huésped (3) desde el vehículo base (2) para la realización de una ruta aérea, que incluye el efectuar al menos una tarea en relación con el objeto (1).b. Take off the at least one host vehicle (3) from the base vehicle (2) to carry out an air route, which includes carrying out at least one task in relation to the object (1). 2. Método para la realización de tareas en un objeto (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un vehículo huésped (3) opera en modo autónomo conforme a una ruta programada, comprendiendo el método las etapas adicionales de programar la ruta que ha de realizar el al menos un vehículo huésped (3) y, previamente al despegue, transmitir el vehículo base (2) al al menos un vehículo huésped (3) la ruta aérea que este ha de realizar.2. Method for performing tasks on an object (1) according to claim 1, characterized in that the at least one host vehicle (3) operates in autonomous mode according to a programmed route, the method comprising the additional steps of programming the route. that the at least one guest vehicle (3) must carry out and, prior to take-off, the base vehicle (2) transmits to the at least one guest vehicle (3) the air route that it must take. 3. Método para la realización de tareas en un objeto (1) según la reivindicación 2, caracterizado porque la ruta programada para el al menos un vehículo huésped (3) queda alojada en un sistema de computación externo al vehículo base (2), comprendiendo el método la etapa de transmitir dicha ruta al vehículo base (2).3. Method for performing tasks on an object (1) according to claim 2, characterized in that the programmed route for the at least one host vehicle (3) is hosted in a computer system external to the base vehicle (2), comprising the method is the step of transmitting said route to the base vehicle (2). 4. Método para la realización de tareas en un objeto (1) según la reivindicación 2, caracterizado porque se ejecuta respecto de un objeto (1) de posición y forma conocidas.4. Method for performing tasks on an object (1) according to claim 2, characterized in that it is executed with respect to an object (1) of known position and shape. 5. Método para la realización de tareas en un objeto (1) según la reivindicación 4, caracterizado porque la ruta que ha de realizar el al menos un vehículo huésped (3) para la inspección de un objeto (1) de posición y forma conocidas ha sido precedentemente diseñada a partir de un modelo tridimensional del mismo objeto (1) o de un objeto idéntico.5. Method for carrying out tasks on an object (1) according to claim 4, characterized in that the route to be taken by the at least one host vehicle (3) for the inspection of an object (1) of known position and shape It has previously been designed from a three-dimensional model of the same object (1) or an identical object. 6. Método para la realización de tareas en un objeto (1) según la reivindicación 4, caracterizado porque comprende la etapa adicional de ubicar el objeto (1) en una posición predeterminada en el lugar donde se va a ejecutar la inspección.6. Method for carrying out tasks on an object (1) according to claim 4, characterized in that it comprises the additional step of locating the object (1) in a predetermined position in the place where the inspection is to be carried out. 7. Método para la realización de tareas en un objeto (1) según la reivindicación 4, caracterizado porque comprende la etapa adicional de marcar en el objeto (1) al menos un punto con respecto al cual se ubique espacialmente el al menos un vehículo huésped (3).7. Method for performing tasks on an object (1) according to claim 4, characterized in that it comprises the additional step of marking on the object (1) at least one point with respect to which the at least one host vehicle is spatially located. (3). 8. Método para la realización de tareas en un objeto (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende la etapa adicional de recibir el vehículo base (2) los datos adquiridos por el al menos un vehículo huésped (3) durante la realización de su ruta aérea.8. Method for performing tasks on an object (1) according to claim 1, characterized in that it comprises the additional step of receiving the base vehicle (2) the data acquired by the at least one host vehicle (3) during the performance of tasks. your air route. 9. Método para la realización de tareas en un objeto (1) según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende la etapa adicional de procesar el vehículo base (2) los datos adquiridos por el al menos un vehículo huésped (3).9. Method for performing tasks on an object (1) according to claim 8, characterized in that it comprises the additional step of processing the base vehicle (2) the data acquired by the at least one host vehicle (3). 10. Método para la realización de tareas en un objeto (1) según la reivindicación 9, caracterizado porque comprende la etapa adicional de que el vehículo base (2) transmite a un sistema de computación externo los datos resultantes del procesamiento de los datos que ha recibido del al menos un vehículo huésped (3) .10. Method for performing tasks on an object (1) according to claim 9, characterized in that it comprises the additional step that the base vehicle (2) transmits to an external computing system the data resulting from the processing of the data it has received from at least one host vehicle (3). 11. Sistema de vehículos no tripulados (2, 3) que comprende un vehículo base de desplazamiento en superficie (2) y al menos un vehículo huésped de tipo aéreo (3), caracterizado porque ambos vehículos (2, 3) están materialmente conectados por medios para la transmisión de energía eléctrica (9, 10).11. Unmanned vehicle system (2, 3) comprising a base surface displacement vehicle (2) and at least one aerial type host vehicle (3), characterized in that both vehicles (2, 3) are materially connected by means for the transmission of electrical energy (9, 10). 12. Sistema de vehículos no tripulados (2, 3) según la reivindicación 11, caracterizado porque está configurado para ejecutar las etapas del método de la reivindicación 1.12. Unmanned vehicle system (2, 3) according to claim 11, characterized in that it is configured to execute the steps of the method of claim 1. 13. Sistema de vehículos no tripulados (2, 3) según la reivindicación 11, caracterizado porque ambos vehículos están además materialmente conectados por medios para la transmisión de datos.13. Unmanned vehicle system (2, 3) according to claim 11, characterized in that both vehicles are also physically connected by means for data transmission. 14. Sistema de vehículos no tripulados (2, 3) según la reivindicación 13, caracterizado porque está configurado para ejecutar las etapas del método de las reivindicaciones 1 a 10.14. Unmanned vehicle system (2, 3) according to claim 13, characterized in that it is configured to execute the steps of the method of claims 1 to 10. 15. Sistema de vehículos no tripulados (2, 3) según la reivindicación 13, caracterizado porque comprende un sistema de computación externo al vehículo base (2), estando el sistema de computación configurado para comunicarse con el vehículo base (2).15. Unmanned vehicle system (2, 3) according to claim 13, characterized in that it comprises a computing system external to the base vehicle (2), the computing system being configured to communicate with the base vehicle (2). 16. Conjunto de software que contiene un sistema operativo y un programa de ordenador que comprende instrucciones para que el sistema de vehículos (2, 3) de la reivindicación 11 ejecute las etapas del método de la reivindicación 1 o para que el sistema de vehículos (2, 3) de la reivindicación 13 ejecute las etapas del método de las reivindicaciones 1 a 10.16. Software set containing an operating system and a computer program comprising instructions for the vehicle system (2, 3) of claim 11 to execute the steps of the method of claim 1 or for the vehicle system ( 2, 3) of claim 13 execute the method steps of claims 1 to 10. 17. Medio legible por ordenador que tiene almacenado el programa de ordenador de la reivindicación 16.17. Computer readable medium that has stored the computer program of claim 16.
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