IT201900017423A1 - Drone per ricerca e metodo di ricerca associato - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
annessa alla domanda di brevetto per INVENZIONE avente per titolo:
“DRONE PER RICERCA E METODO DI RICERCA ASSOCIATO”
CAMPO TECNICO
La presente invenzione afferisce al campo dei droni, ossia dei velivoli senza pilota. In dettaglio la presente divulgazione concerne un drone per ricerca. La presente divulgazione altresì concerne un metodo di ricerca tramite drone.
BACKGROUND
I droni sono velivoli senza pilota atti ad essere utilizzati per una gran varietà di applicazioni.
Ad oggi sono noti droni che vengono impiegati per applicazioni di sorveglianza e ricerca, sia di animali che di persone. Tali droni sono tipicamente dotati di una telecamera e riprendono immagini o video di una predefinita area sottostante.
È ad oggi noto che la ricerca di animali e di persone, o più in generale di oggetti, può essere effettuata mediante telecamere ad infrarossi o termiche, queste ultime essendo in grado di distinguere fonti di calore rispetto all’ambiente circostante. L’utilizzo della telecamera termica permette di vedere soggetti anche al buio, purché tra questi soggetti e l’ambiente circostante sussista una differenza di temperatura tale da poter essere rilevata dal sensore della telecamera.
Le telecamere ad infrarossi e termiche sono caratterizzate dallo svantaggio di non poter vedere soggetti o oggetti ricoperti da alberi, fogliame o da vestiti tali da impedire la trasmissione della radiazione utile alla rilevazione. Lo stesso svantaggio è – similarmente – presente anche per le telecamere a radiazione visibile, poiché esse non possono vedere soggetti o oggetti rispetto ai quali sono interposti alberi, fogliame o altri oggetti.
Anche qualora le predette telecamere vengano impiegate con una installazione su di un drone, i limiti qui sopra citati permangono.
Lo scopo della presente divulgazione è quello di descrivere un drone per ricerca ed un metodo di ricerca che sfruttando una particolare tecnologia che verrà di seguito descritta, sono in grado di superare gli inconvenienti sopra descritti.
SOMMARIO DELL’INVENZIONE
Scopo della presente invenzione è pertanto quello di risolvere sostanzialmente i problemi evidenziati dalla tecnica nota, per mezzo di un drone e di un metodo per ricerca che sfruttano l’impiego dei segnali audio.
Secondo un primo aspetto della presente divulgazione, viene descritto un drone per ricerca (1), comprendente:
- un telaio (2),
- almeno un motore (3) installato su detto telaio (2), detto motore essendo configurato per permettere almeno un decollo e/o un atterraggio e/o una movimentazione in volo traslato del detto drone per ricerca (1),
- un’unità di elaborazione dati (4) ospitata in corrispondenza del telaio (2) o entro il telaio (2), detta unità di elaborazione dati essendo configurata almeno per eseguire un’elaborazione di un segnale microfonico;
- almeno un microfono (5) disposto su detto telaio (2), operativamente connesso con l’unità di elaborazione dati (4), detto microfono essendo configurato per ricevere un segnale audio da una predeterminata posizione spaziale rispetto al detto drone per ricerca (1),
il detto drone per ricerca (1) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un sistema configurato per localizzare almeno una sorgente (200, 300) di un segnale audio e per elaborare elettronicamente un segnale microfonico comprendente almeno parte del segnale audio ricevuto dal detto almeno un microfono (5) al fine di eseguire la detta localizzazione.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende almeno un primo microfono (5), un secondo microfono (5) ed un terzo microfono (5) ognuno disposto su detto telaio (2), in particolare su di una rispettiva porzione del detto telaio (2), ed operativamente connesso con l’unità di elaborazione dati (4), ciascuno di detti primo, secondo e terzo microfono essendo configurati per ricevere un segnale audio da una predeterminata posizione rispetto al detto drone per ricerca Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il sistema è configurato per eseguire una comparazione elettronica tra un segnale audio campione preventivamente memorizzato ed almeno parte del detto segnale microfonico, e per identificare come sorgente (200, 300) di detto segnale audio una sorgente emettente un segnale audio compatibile e/o simile a detto segnale audio campione.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il motore (3) è installato in corrispondenza di un braccio (2b) del telaio (2).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) è un drone privo di fili e/o è un drone privo di collegamenti a terra di tipo cablato.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) è un drone privo di cavi esterni e/o è un drone con protezione IP65 o superiore.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il detto almeno un primo microfono (5) è un microfono direttivo.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il detto almeno un primo microfono (5) è un microfono omnidirezionale.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il detto sistema comprende un’unità di elaborazione dati (4) installata a bordo del drone.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, l’almeno un microfono (5), opzionalmente l’almeno un primo, secondo e terzo microfono (5), è/sono configurato/i per trasmettere un proprio rispettivo segnale microfonico verso l’unità di elaborazione dati (4).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) è un quadricottero.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il segnale microfonico è un segnale elettrico.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, l’almeno un microfono (5) è posizionato in una posizione periferica del drone per ricerca (1); opzionalmente, il primo, il secondo ed il terzo microfono (5) sono posizionati, ciascuno, in una rispettiva e distinta posizione periferica del drone per ricerca (1).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il telaio (2) comprende una pluralità di bracci (2b) ed un corpo centrale (2c) dal quale i detti bracci (2b) si dipartono.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, l’almeno un microfono (5) è posizionato in una posizione periferica e/o di estremità del detto braccio (2b), opzionalmente in corrispondenza di un’estremità del detto braccio (2b) opposta rispetto all’estremità congiunta con il corpo centrale (2c) del telaio (2).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, l’almeno un microfono (5) è rivolto sostanzialmente verso il basso, e/o è configurato per ricevere un segnale audio proveniente da una sorgente che, allorquando il drone per ricerca (1) è in volo, si trova ad una quota inferiore rispetto alla quota alla quale si trova il drone per ricerca medesimo.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, l’almeno un microfono (5) omnidirezionale è configurato per ricevere un segnale audio proveniente da sorgenti che si trovano a quote inferiori, pari o superiori rispetto alla quota alla quale si trova il drone per ricerca medesimo.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, l’almeno un motore (3) è posizionato in corrispondenza del detto almeno un braccio (2b), opzionalmente in corrispondenza di una posizione intermedia del detto almeno un braccio (2b).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, l’almeno un braccio (2b) comprende un puntale di supporto (6) configurato per sostenere almeno parte del drone per ricerca (1) allorquando a terra, e configurato, in uso, per entrare in contatto con il terreno, opzionalmente almeno in corrispondenza di una sua posizione d’estremità.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il puntale di supporto (6) è posizionato in sostanziale corrispondenza del detto almeno un motore (3), e/o è posizionato sostanzialmente al di sotto del detto motore (3), ed è configurato per sostenerne almeno parzialmente il peso attraverso un supporto sostanzialmente assialmente allineato con il detto motore (3).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il telaio (2) comprende una trave di irrigidimento (6k) comprendente una prima porzione di sostanziale estremità fissata ad una porzione di detto braccio (2b) in prossimità del detto microfono (5) e/o fissata ad una porzione di detto braccio (2b) radialmente più esterna rispetto alla porzione di detto braccio (2b) in corrispondenza della quale è fissato detto almeno un motore (3), ed una seconda porzione di sostanziale estremità, opposta rispetto alla prima porzione di sostanziale estremità, fissata ad una porzione di detto puntale di supporto (6).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, l’almeno un motore (3) è un motore elettrico ed il drone per ricerca (1) comprende almeno una batteria configurata per fornire alimentazione all’almeno un motore (3).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, l’almeno una batteria è posizionata entro il detto corpo centrale (2c).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il detto corpo centrale (2c) comprende un sistema di raffreddamento passivo (11v) configurato per permettere una ventilazione di almeno parte del corpo centrale (2c) e/o per permettere un raffreddamento della almeno una batteria.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il numero di motori (3) del detto drone per ricerca (1) è almeno pari al numero di bracci (2b) del detto telaio (2).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il telaio (2) comprende quattro bracci (2b) ed un corpo centrale (2c) dal quale i detti bracci (2b) si dipartono.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende quattro motori (3) ognuno posizionato in corrispondenza di un rispettivo braccio (2b), opzionalmente in corrispondenza di una posizione intermedia del detto almeno un braccio (2b).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende almeno un modulo per la stabilizzazione del volo ESC (Electronic Speed Controller), installato in corrispondenza del corpo centrale (2c), e configurato per gestire il funzionamento dell’almeno un motore (3), opzionalmente del primo motore (3), del secondo motore (3), del terzo motore (3) e del quarto motore (3) simultaneamente, al fine di garantire la stabilità del volo.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il detto almeno un motore (3), opzionalmente i detti quattro motori (3), sono posizionati in configurazione tale da avere porzioni ruotanti lungo un asse sostanzialmente perpendicolare localmente alla direzione di sviluppo del braccio (2b) e/o sostanzialmente perpendicolare alla direzione di traslazione del drone e/o ruotanti su di un piano sostanzialmente orizzontale allorquando il drone per ricerca (1) è posizionato a terra.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende almeno un supporto motore (3a) installato in sostanziale corrispondenza dell’almeno un motore (3); il supporto motore (3a) è fissato in una predeterminata posizione sul detto braccio (2b); il supporto motore (3a) accomoda il motore ed è, o funge da, smorzatore, opzionalmente passivo, configurato per ridurre e/o abbattere le vibrazioni indotte dall’almeno un motore (3) sul telaio del drone per ricerca (1).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il supporto motore (3a) comprende almeno uno, preferibilmente una pluralità di, smorzatori passivi (3d) provvisti ognuno di una vite (3v) atta a fissare elasticamente parte del supporto motore (3a) al detto braccio (2b).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il modulo per la stabilizzazione del volo ESC è posizionato in prossimità della almeno una batteria, ed è opzionalmente configurato per permetterne un almeno parziale riscaldamento.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende un modulo elettronico di rilevamento (20) installato in corrispondenza del corpo centrale (2c) e ad esso sostanzialmente fissato; il detto modulo elettronico di rilevamento essendo opzionalmente posizionato ad una quota superiore rispetto alla quota del corpo centrale (2c).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il corpo centrale (2c) comprende una prima cavità interna principale (11a) ed una seconda cavità interna secondaria (11k), posizionata sotto la cavità interna principale (11a).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende un registratore per segnali microfonici, opzionalmente un registratore hardware per segnali microfonici, opzionalmente operativamente connesso all’almeno un microfono (5).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il registratore hardware per segnali microfonici è integrato nell’unità di elaborazione dati (4), e/o è posizionato entro la cavità interna secondaria (11k).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il corpo centrale (2c) comprende almeno uno, opzionalmente una pluralità di, supporti per antenna (8), detto almeno un supporto per antenna (8) protendendosi da una porzione inferiore del corpo centrale (2c).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il detto supporto per antenna (8) comprende almeno un’antenna, di tipo direttivo o omnidirezionale, configurata in uso per ricevere un segnale da un radiocomando (100) di controllo del drone per ricerca (1), detta antenna essendo opzionalmente operativamente connessa con l’unità di elaborazione dati (4).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende almeno uno, preferibilmente una pluralità di, elementi smorzatori passivi (11d) configurati per assorbire vibrazioni indotte e/o trasmesse dal corpo centrale (2c) verso il modulo elettronico di rilevamento (20); opzionalmente il drone per ricerca (1) comprendendo quattro smorzatori passivi (11d) posizionati in sostanziali posizioni di spigolo del modulo elettronico di rilevamento (20).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende un modulo di posizionamento satellitare globale, in particolare un modulo GPS e/o Galileo e/o Glonass e/o Beidou, e comprende una prima antenna (7), opzionalmente un’antenna di tipo elicoidale e/o un’antenna protendentesi fuori dal modulo elettronico di rilevamento (20).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) è configurato per eseguire, opzionalmente almeno in volo, un algoritmo RTK (Real Time Kinematic) per il miglioramento della precisione di posizionamento del drone per ricerca (1) a seguito della ricezione del detto segnale di posizionamento satellitare globale, opzionalmente in cui detto algoritmo RTK è configurato per ottenere un miglioramento della precisione di posizionamento del detto drone per ricerca (1) con precisione a livello centimetrico.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende un sistema di miglioramento del segnale di posizionamento satellitare globale, detto sistema di miglioramento essendo configurato per ottenere un incremento della precisione di posizionamento del drone per ricerca (1), detto sistema di miglioramento del segnale di posizionamento satellitare globale opzionalmente comprendendo almeno uno tra i sistemi della seguente lista: WAAS, EGNOS, GAGAN, MSAS.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende un modulo di telemetria (9t) dotato d’una seconda antenna (9) atta a trasmettere e/o ricevere dati di telemetria rispettivamente da e/o verso un dispositivo elettronico remoto.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il modulo elettronico di rilevamento (20) è un modulo raffreddato attivamente, e comprende almeno un ventilatore (50) configurato per espellere forzatamente almeno parte dell’aria contenuta e/o introdotta entro il modulo elettronico di rilevamento (20).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il modulo elettronico di rilevamento (20) comprende almeno uno, preferibilmente una pluralità di, ingressi (20i) configurati per permettere un ingresso o flusso d’aria entro il modulo elettronico di rilevamento (20) medesimo.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende una videocamera (40), opzionalmente installata sul modulo elettronico di rilevamento (20).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il ventilatore (50) è configurato per raffreddare almeno un modulo trasmettitore, operativamente associato alla videocamera, e configurato per raffreddare almeno parte dell’elettronica contenuta entro il drone per ricerca (1), in particolare almeno parte dell’elettronica contenuta nel modulo elettronico di rilevamento (20).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il detto drone per ricerca (1), in particolare il sistema configurato per localizzare l’almeno una sorgente (200, 300) di detto segnale audio, comprende un sistema di riduzione attiva di rumore, configurato per ridurre e/o eliminare dal detto segnale microfonico prodotto dall’almeno un microfono (5) una componente di segnale non voluta dovuta al rumore prodotto dall’almeno un motore (3) e/o dal rotore (12).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il detto sistema di riduzione attiva di rumore comprende almeno un sensore di riferimento (30), opzionalmente una pluralità di sensori di riferimento (30) pari al numero di bracci (2b) del telaio (2); detto sensore di riferimento essendo configurato per rilevare il rumore prodotto dal detto almeno un motore (3), opzionalmente da un rispettivo motore (3), ed essendo altresì configurato per produrre in uscita un segnale di riferimento trasmesso verso la detta unità di elaborazione dati (4).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il detto sensore di riferimento è un sensore a infrarossi, o un sensore microfonico, o un sensore accelerometrico, o un sensore ESC (Electronic Speed Controller).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il detto sensore a infrarossi è installato in modo tale da puntare il rotore (12) e/o per ricevere una radiazione o una variazione di radiazione infrarossa da una direzione proveniente dal rotore (12) e/o per ridurre l’influenza della radiazione infrarossa proveniente dal sole rispetto alla componente utile di segnale infrarosso ricevuta dal rotore (12).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, l’unità di elaborazione dati (4) comprende un primo ingresso, hardware o software, per il segnale microfonico proveniente dal detto almeno un microfono (5) ed un secondo ingresso, hardware o software, per il segnale di riferimento proveniente dal detto sensore di riferimento (30).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, l’unità di elaborazione dati (4) è configurata per sottrarre dal segnale microfonico il detto segnale di riferimento, opzionalmente per sottrarre, per ciascun braccio (2b), il segnale di riferimento del sensore di riferimento installato sul detto specifico braccio (2b) dal segnale microfonico del microfono (5) posizionato sul detto specifico braccio (2b).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, l’unità di elaborazione dati (4) è configurata per eseguire la sottrazione del segnale di riferimento dal segnale microfonico in tempo reale.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende un modulo trasmettitore configurato per trasmettere almeno parte del segnale microfonico del detto almeno un microfono (5), in particolare della pluralità di microfoni (5) verso un predeterminato dispositivo elettronico destinatario.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il telaio (2) del drone per ricerca (1) è realizzato almeno parzialmente, preferibilmente interamente, in materiale plastico e/o è realizzato in materiale comprendente poliammide, in particolare poliammide caricato con vetro e/o con alluminio e/o con carbonio.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il telaio (2) è un telaio stampato 3D, e/o almeno parte del detto telaio (2) è stampata 3D.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende almeno un filtro, configurato per permettere il filtraggio elettronico di almeno un segnale microfonico prodotto dall’almeno un microfono (5) in corrispondenza di una predefinita banda.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende almeno un filtro per ciascuno dei detti primo, secondo, terzo e, opzionalmente quarto, microfono (5); ciascun filtro essendo configurato per permettere il filtraggio elettronico del segnale microfonico prodotto dal rispettivo primo, secondo, terzo e, opzionalmente, quarto microfono (5) in corrispondenza di una predefinita banda.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la predefinita banda è compresa tra 600Hz e 1800 Hz, preferibilmente tra 800 Hz e 1600 Hz, più preferibilmente compresa tra 1000 Hz e 1400 Hz, più preferibilmente sostanzialmente compresa in un intorno di 1200 Hz.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il detto filtro è un filtro passabanda, e/o è un filtro software, e/o è un filtro hardware.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il detto drone per ricerca (1) è configurato per eseguire il detto filtraggio prima della trasmissione del segnale microfonico al detto sistema di riduzione attiva di rumore.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende almeno un beacon per l’emissione di un predefinito segnale audio, detto beacon essendo configurato per trasmettere il detto segnale audio verso una predeterminata direzione, opzionalmente verso terra, in modo tale che almeno parte del segnale audio trasmesso possa essere riflesso da un oggetto a terra, comportantesi come sorgente di segnale audio (300) per riflessione, e possa essere ricevuto dal detto almeno un microfono (5).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende una pluralità di beacon secondo il precedente aspetto; detta pluralità di beacon essendo opzionalmente installata in modo tale che per ciascun braccio (2b) del telaio (2) sia presente un beacon.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la pluralità di beacon comprende beacon controllabili in modo indipendente e/o selettivamente attivabili.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) è un drone smontabile, ed il telaio è almeno parzialmente smontabile in più porzioni distinte.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il corpo centrale (2c) è smontabile dall’almeno un braccio (2b) e/o almeno parte del detto almeno un braccio (2b) è smontabile rispetto ad una porzione del detto braccio (2b) inamovibilmente fissata al corpo centrale (2c).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, una porzione di braccio (2b) radialmente esterna rispetto al motore (3) e/o al supporto motore (3a), la trave di irrigidimento (6k) e il puntale di supporto (6) realizzano un assieme di elementi operativamente non smontabile.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, una porzione di braccio (2b) radialmente esterna rispetto al motore (3) e/o al supporto motore (3a), la trave di irrigidimento (6k) e il puntale di supporto (6) realizzano un assieme di elementi operativamente a sua volta smontabile.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) comprende almeno un vibrometro, configurato per rilevare una vibrazione o riverbero di almeno una predeterminata area di terreno, detta vibrazione o riverbero risultando da una trasmissione di un segnale audio verso la detta predeterminata area di terreno.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la predeterminata area di terreno è un’area sottostante il drone per ricerca (1) medesimo.
Secondo un ulteriore aspetto viene descritto un metodo di ricerca di una sorgente di segnale audio (200, 300), il detto metodo comprendendo:
- una fase di sorvolo di una predefinita area di territorio mediante un drone per ricerca (1), detta fase di sorvolo essendo eseguita almeno mediante l’attivazione di almeno un motore (3) del drone per ricerca (1);
- una attivazione di almeno un primo microfono (5) del detto drone per ricerca (1) durante almeno la fase di sorvolo, a seguito della quale il microfono (5) trasmette un segnale microfonico verso un’unità di elaborazione dati (4) posizionata a bordo del drone per ricerca (1),
- un’elaborazione elettronica di segnali, eseguita per localizzare la posizione di almeno una sorgente (200, 300) di segnali audio, detta elaborazione elettronica di segnali comprendendo almeno una fase di elaborazione dati eseguita sul segnale microfonico prodotto in uscita dal primo microfono (5), detta fase di elaborazione dati determinando una posizione della sorgente (200, 300) di segnali audio in relazione alla posizione assunta dal drone per ricerca (1).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il segnale microfonico comprende almeno parte del segnale audio prodotto e/o riflesso dalla sorgente (200, 300).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende la ricezione di un segnale audio attraverso il detto almeno un microfono (5) e comprende una successiva generazione del detto segnale microfonico comprendente il detto segnale audio e/o in cui il segnale microfonico replica almeno parte del detto segnale audio.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende l’attivazione di almeno tre microfoni (5) del detto drone per ricerca (1), in particolare un secondo ed un terzo microfono in aggiunta a detto primo microfono (5), opzionalmente posizionati in posizioni reciprocamente distinte sul detto drone per ricerca (1), e la fase di localizzazione della posizione dell’almeno una sorgente (200, 300) di segnali audio comprende almeno una fase di elaborazione dati eseguita sul segnale microfonico prodotto in uscita da ciascuno dei detti tre microfoni (5).
In particolare, secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende una fase di elaborazione elettronica di segnali eseguita su un primo segnale microfonico prodotto in uscita da un primo microfono (5), su un secondo segnale microfonico prodotto in uscita da un secondo microfono (5) e su un terzo segnale microfonico prodotto in uscita da un terzo microfono (5).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende una fase di elaborazione dati eseguita su un primo, secondo, terzo, quarto segnale microfonico prodotto in uscita da un primo, secondo, terzo e quarto microfono (5) posizionati ognuno su un rispettivo braccio (2b) di un drone per ricerca (1).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la fase di elaborazione dati eseguita su detto primo, secondo, terzo, quarto segnale microfonico è eseguita su porzioni contemporanee di detto primo, secondo, terzo, quarto segnale microfonico.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone per ricerca (1) è configurato per eseguire una cancellazione elettronica di rumore dal detto segnale microfonico (5).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la fase di elaborazione dati comprende una riduzione attiva di un rumore captato dal detto microfono (5), detta riduzione elettronica attiva comprendendo la ricezione di un segnale di riferimento da un sensore di riferimento (30) installato sul drone per ricerca (1) e configurato per rilevare il rumore prodotto dall’almeno un motore (3) del detto drone per ricerca (1) e producendo in uscita un segnale microfonico elettronicamente ripulito almeno parzialmente dal rumore tramite il detto segnale di riferimento.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la fase di elaborazione elettronica di segnali comprende il calcolo di un tempo di arrivo (TOAi) e potenza (SSi) del segnale microfonico di ciascuno dei detti almeno un primo, secondo e terzo microfono (5) per ottenere un primo, secondo, terzo tempo di arrivo (TOA1, TOA2, TOA3) e una prima, seconda, terza potenza del segnale microfonico (SS1, SS2, SS3); la fase di elaborazione elettronica di segnali comprendendo una comparazione tra il detto primo, secondo e terzo tempo di arrivo (TOA1, TOA2, TOA3) e tra la detta prima, seconda e terza potenza del segnale microfonico (SS1, SS2, SS3) per determinare elettronicamente la posizione della detta sorgente audio rispetto alla posizione assunta dal detto drone per ricerca (1).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la potenza del segnale microfonico (SSi) è direttamente correlata alla potenza del segnale audio ricevuto dalla sorgente (200, 300).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il microfono (5) è un microfono a guadagno fisso.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la fase di elaborazione elettronica di segnali comprende il calcolo di un tempo di arrivo (TOAi) e potenza (SSi) del segnale audio trasmesso dalla sorgente (200, 300) di segnale audio verso ciascuno dei detti almeno un primo, secondo e terzo microfono (5) per ottenere un primo, secondo, terzo tempo di arrivo (TOA1, TOA2, TOA3) e una prima, seconda, terza potenza del segnale audio (SS1, SS2, SS3); la fase di elaborazione elettronica di segnali comprendendo una comparazione tra il detto primo, secondo e terzo tempo di arrivo (TOA1, TOA2, TOA3) e tra la detta prima, seconda e terza potenza del segnale audio (SS1, SS2, SS3) per determinare elettronicamente la posizione della detta sorgente audio rispetto alla posizione assunta dal detto drone per ricerca (1).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il calcolo del tempo di arrivo (TOAi) e della potenza (SSi) del segnale microfonico comprende l’analisi di una predeterminata porzione del detto segnale microfonico e comprende la ricerca di picchi e/o massimi nella forma d’onda nel dominio temporale del detto segnale microfonico.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, a seguito della determinazione elettronica della posizione assunta dalla sorgente audio rispetto alla posizione assunta dal drone per ricerca (1) il metodo comprende una trasmissione di un segnale di posizione verso un dispositivo di interfaccia utente (100) logicamente connesso al detto drone per ricerca (1) su di un predeterminato canale di comunicazione dati.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende un passo di guida del drone per ricerca (1), in particolare un passo di guida automatica, comprendente una esecuzione di una pluralità di calcoli dell’almeno un primo, secondo, terzo tempo di arrivo (TOA1, TOA2, TOA3) e/o di comparazioni dell’almeno un primo, secondo, terzo tempo di arrivo (TOA1, TOA2, TOA3), detto passo di guida essendo finalizzato a portare il drone per ricerca (1) in corrispondenza, opzionalmente in sostanziale allineamento verticale, con la sorgente (200, 300) del segnale audio.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende un passo di guida del drone per ricerca (1), in particolare un passo di guida automatica, comprendente una esecuzione di una pluralità di calcoli dell’almeno un primo, secondo, terzo livello di potenza (SS1, SS2, SS3) e/o di comparazioni dell’almeno un primo, secondo, terzo livello di potenza (SS1, SS2, SS3) di segnale microfonico, detto passo di guida essendo finalizzato a portare il drone per ricerca (1) in corrispondenza, opzionalmente in sostanziale allineamento verticale, con la sorgente (200, 300) del segnale audio.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la fase di riduzione attiva del rumore captato dal detto almeno un microfono (5) avviene prima della fase di calcolo del tempo di arrivo (TOAi) e della potenza (SSi) del segnale microfonico.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la fase di riduzione attiva del rumore è eseguita da un’unità di elaborazione dati (4) installata sul drone per ricerca (1).
Alternativamente, secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la fase di riduzione attiva del rumore è eseguita da un’unità di elaborazione dati (4) e segue una trasmissione di almeno parte del segnale microfonico dal detto drone per ricerca (1) verso la detta unità di elaborazione dati (4).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il calcolo del tempo di arrivo (TOAi), rispettivamente della potenza (SSi), del segnale microfonico di ciascuno dei detti almeno un primo, secondo e terzo microfono (5) è un calcolo elettronico eseguito da un’unità di elaborazione dati (4) installata a bordo del drone per ricerca (1).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il calcolo del tempo di arrivo (TOAi), rispettivamente della potenza (SSi), del segnale microfonico di ciascuno dei detti almeno un primo, secondo e terzo microfono (5) è un calcolo elettronico eseguito da un’unità di elaborazione dati installata in posizione remota rispetto al drone per ricerca (1), e segue una trasmissione di almeno parte del segnale microfonico dal detto drone per ricerca (1) verso l’unità di elaborazione dati remota.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende una fase di memorizzazione di almeno parte del segnale microfonico all’interno di un registratore posizionato a bordo del drone per ricerca (1), e la fase di trasmissione di almeno parte del segnale microfonico dal drone per ricerca (1) verso l’unità di elaborazione dati segue la detta memorizzazione.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende una fase di ricezione di un segnale di posizionamento satellitare globale sul drone per ricerca (1), a seguito della quale viene determinata elettronicamente una posizione geografica del drone per ricerca (1).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il detto segnale di posizionamento satellitare globale è un segnale di tipo GPS e/o Glonass e/o Beidou, e/o Galileo.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende l’esecuzione di un algoritmo RTK (Real Time Kinematic) per il miglioramento della precisione di posizionamento del drone per ricerca (1) a seguito della ricezione del detto segnale di posizionamento satellitare globale, opzionalmente in cui detto algoritmo RTK è configurato per ottenere un miglioramento della precisione di posizionamento del detto drone per ricerca (1) con precisione a livello centimetrico.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende sfruttare un sistema di miglioramento del segnale di posizionamento satellitare globale, detto sistema di miglioramento essendo configurato per ottenere un incremento della precisione di posizionamento del drone per ricerca (1), detto sistema di miglioramento del segnale di posizionamento satellitare globale opzionalmente comprendendo almeno uno tra i sistemi della seguente lista: WAAS, EGNOS, GAGAN, MSAS.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la posizione della detta sorgente di segnali audio è localizzata, e/o una sua posizione geografica è determinata, a seguito della ricezione del segnale di posizionamento satellitare e per il tramite del calcolo del tempo di arrivo (TOAi) e della potenza del segnale acustico (SSi).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende un passo di associazione elettronica tra un identificativo di una sorgente di segnali audio (200, 300) e la posizione geografica della sorgente di segnali audio (200, 300) medesima.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende l’attivazione di un dispositivo beacon (200) per la ricerca di soggetti, indossato o comunque trasportato da un utente, in cui a seguito della detta attivazione un emettitore audio (201) del detto dispositivo beacon (200) emetta un segnale audio ad almeno una predeterminata frequenza o intervallo di frequenze così che tale segnale audio possa essere ricevuto da almeno un microfono (5) del drone per ricerca (1).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende l’emissione, da parte dell’emettitore audio (201) di un segnale audio in frequenza compresa tra 600Hz e 1800 Hz, preferibilmente tra 800 Hz e 1600 Hz, più preferibilmente compresa tra 1000 Hz e 1400 Hz, più preferibilmente sostanzialmente compresa in un intorno di 1200 Hz.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende l’emissione, da parte dell’emettitore audio (201) di un segnale audio di potenza almeno pari a 80dB, più preferibilmente almeno pari a 90 dB, più preferibilmente almeno pari a 100dB, più preferibilmente almeno pari a 110 dB.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il drone è configurato per muoversi automaticamente verso la sorgente audio (200, 300), al fine di assumere una posizione geografica sostanzialmente coincidente, in particolare almeno sul piano orizzontale, con la posizione geografica assunta dalla sorgente audio medesima.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende un filtraggio elettronico di almeno un segnale microfonico prodotto dall’almeno un microfono (5) in corrispondenza di una predefinita banda, detto filtraggio elettronico essendo configurato per sottrarre dal segnale microfonico componenti di rumore e/o di segnali audio non d’interesse.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il filtraggio elettronico avviene per mezzo di almeno un filtro per ciascuno dei detti primo, secondo, terzo e, opzionalmente quarto, microfono (5); ciascun filtro essendo configurato per permettere il filtraggio elettronico del segnale microfonico prodotto dal rispettivo primo, secondo, terzo e, opzionalmente, quarto microfono (5) in corrispondenza di una predefinita banda.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la predefinita banda è compresa tra 600Hz e 1800 Hz, preferibilmente tra 800 Hz e 1600 Hz, più preferibilmente compresa tra 1000 Hz e 1400 Hz, più preferibilmente sostanzialmente compresa in un intorno di 1200 Hz.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il filtraggio è un filtraggio hardware e/o è un filtraggio software, di tipo passa-banda.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la fase di filtraggio di tipo passabanda è eseguita a bordo del drone.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la fase di filtraggio passa-banda è eseguita prima della fase di riduzione attiva di rumore e/o prima della fase di calcolo del detto tempo di arrivo (TOAi) e della detta potenza del segnale (SSi).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la sorgente di segnali audio (200, 300) comprende un dispositivo beacon (200) configurato per emettere segnali audio, in particolare di un predefinito tipo.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la sorgente di segnali audio (200, 300) è una sorgente indossabile e/o trasportabile dall’utente.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende un passo di mappatura, in particolare mappatura elettronica, di una pluralità di sorgenti di segnale audio (200, 300), detto passo di mappatura comprendendo la localizzazione di una pluralità di sorgenti di segnale audio (200, 300) in accordo ad uno o più dei precedenti aspetti.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende un passo di emissione di un segnale audio, opzionalmente un segnale a ultrasuoni e/o un segnale a infrasuoni, da parte di almeno un beacon audio installato a bordo del drone per ricerca (1), così che il segnale emesso detto beacon possa essere riflesso da una sorgente (300) agente quale sorgente passiva e/o per riflessione.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende una riflessione almeno parziale di parte del segnale audio trasmesso dal beacon installato a bordo del drone per ricerca (1), detta riflessione almeno parziale essendo eseguita dalla sorgente (300) e causando una ritrasmissione della detta almeno parte del segnale audio verso l’almeno un microfono (5) del drone per ricerca (1).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il metodo comprende l’installazione e/o l’utilizzazione di almeno un vibrometro installato a bordo del drone per ricerca (1) per determinare elettronicamente una differenziazione tra una vibrazione e/o riverbero del terreno in una prima configurazione ed una vibrazione e/o riverbero del terreno in una seconda configurazione; detta vibrazione e/o riverbero del terreno risultando da una trasmissione di un segnale audio, opzionalmente un segnale a ultrasuoni e/o un segnale a infrasuoni, effettuata da un dispositivo emettitore, opzionalmente dal beacon installato a bordo del drone per ricerca (1).
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la prima configurazione è una configurazione in cui è presente una mina sepolta nel terreno; la seconda configurazione è una configurazione in cui la detta mina è assente.
Secondo un ulteriore aspetto, viene descritto un dispositivo beacon (200) per la ricerca di soggetti, detto dispositivo beacon comprendendo un corpo, un emettitore audio (201) configurato per emettere un segnale audio ad almeno una predeterminata frequenza o intervallo di frequenze, detto dispositivo essendo configurato per essere trasportato e/o indossato da un utente e per dirigere un segnale audio verso un drone per ricerca (1) in accordo ad uno più dei presenti aspetti, così da permettere al detto drone per ricerca (1) di localizzare il soggetto tramite il detto segnale audio.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il dispositivo beacon è configurato per emettere, tramite l’emettitore audio (201) un segnale audio in frequenza compresa tra 600Hz e 1800 Hz, preferibilmente tra 800 Hz e 1600 Hz, più preferibilmente compresa tra 1000 Hz e 1400 Hz, più preferibilmente sostanzialmente compresa in un intorno di 1200 Hz.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il dispositivo beacon è configurato per emettere, tramite l’emettitore audio (201) un segnale audio di potenza almeno pari a 80dB, più preferibilmente almeno pari a 90 dB, più preferibilmente almeno pari a 100dB, più preferibilmente almeno pari a 110 dB.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, il detto beacon trasmette il detto segnale audio in forma di burst e/o in modalità discontinua, opzionalmente intervallando intervalli di tempo in cui un segnale audio viene emesso dall’emettitore audio (201) ad intervalli di tempo in cui l’emettitore audio (201) non emette alcun segnale audio.
Secondo un ulteriore aspetto, viene descritto un kit comprendente un drone per ricerca (1) in accordo ad uno o più dei presenti aspetti, ed un dispositivo beacon in accordo ad uno o più dei precedenti aspetti.
Secondo un ulteriore aspetto viene descritto l’uso del drone per ricerca (1) in accordo ad uno o più dei precedenti aspetti, per la ricerca e/o soccorso e/o tracking di soggetti, in particolare di persone o animali, e/o per la ricerca e/o tracking di oggetti.
Secondo un ulteriore aspetto, viene descritto l’uso del drone per ricerca (1) in accordo ad uno o più dei precedenti aspetti, per la localizzazione e/o mappatura elettronica di almeno una, preferibilmente una pluralità, di sorgenti (200, 300) di segnali audio.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la sorgente (200, 300) di segnali audio è una sorgente attiva.
Secondo un ulteriore aspetto non limitativo, la sorgente (300) di segnale audio è una sorgente passiva, in particolare configurata per riflettere almeno una parte di un segnale audio verso di essa trasmesso da un emettitore.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La descrizione del presente trovato verrà effettuata in relazione ad alcune possibili forme realizzative di un drone per ricerca:
- la figura 1 illustra una prima vista prospettica di un drone per ricerca oggetto della presente divulgazione;
- la figura 2 illustra una vista laterale del drone per ricerca oggetto della presente divulgazione;
- la figura 3 illustra una vista in pianta del drone per ricerca oggetto della presente divulgazione;
- la figura 4 e la figura 5 illustrano le rispettive sezioni parziali prospettiche di parte del drone per ricerca oggetto della presente divulgazione;
- la figura 6 illustra un dettaglio di parte di un braccio del drone per ricerca oggetto della presente divulgazione;
- la figura 7 illustra una sezione di un gruppo motore del drone per ricerca oggetto della presente divulgazione
- la figura 8 illustra una vista prospettica anteriore del drone per ricerca oggetto della presente divulgazione; e
- la figura 9 illustra una vista prospettica posteriore del drone per ricerca oggetto della presente divulgazione.
L’invenzione non è limitata alle forme di realizzazione illustrate nelle figure annesse. Pertanto, deve essere inteso che laddove caratteristiche o parti dell’oggetto della presente divulgazione siano identificate tramite segni, in particolare numeri, di riferimento, tali segni sono inclusi solamente allo scopo di incrementare l’intellegibilità della descrizione e delle rivendicazioni, e non sono intesi in alcun modo come limitativi.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Con riferimento alle figure annesse, ed in particolare alla figura 1, viene descritto un drone per ricerca di sorgenti audio. Il drone oggetto della presente divulgazione sfrutta almeno un microfono per permettere di localizzare la sorgente di un segnale audio.
Il drone nella forma rappresentata nelle figure annesse è un drone quadricottero, privo di connessioni verso terra e dotato di un telaio 2 che comprende un corpo centrale 2c dal quale si dipartono quattro bracci identificati dal numero di riferimento 2b. L’assenza di connessioni verso terra consente al drone una grande flessibilità operativa, e consente di raggiungere luoghi anche remoti con la limitazione principalmente dovuta all’autonomia in volo data dalle batterie. In una forma di realizzazione non limitativa, che è quella illustrata nelle annesse figure, ciascuno dei quattro bracci 2b presenta sezione individuante un profilo curvo privo di punti angolosi, e preferibilmente tale profilo è circolare. Grazie a questo aspetto i bracci assumono una ottimale forma dal punto di vista aerodinamico.
Il drone oggetto della presente divulgazione è sostanzialmente privo di cavi esterni, soprattutto cavi fuoriuscenti e rientranti dal corpo centrale 2c e/o dal modulo di rilevamento 20, con l’eccezione eventualmente dei cavi microfonici e/o dei sensori di riferimento che verranno di seguito descritti nel dettaglio. L’assenza di cavi “volanti”, o comunque liberi, oltre a conferire un aspetto “pulito” al drone anche dal punto di vista estetico, concorre a incrementare il livello di robustezza del drone rispetto ad ambienti ostili, caratterizzati da polvere o altri agenti atmosferici. La forma di realizzazione non limitativa illustrata nelle figure della presente divulgazione è caratterizzata da un livello di protezione IP 65, o superiore. Grazie questo aspetto, il drone oggetto della presente divulgazione può ad esempio essere usato per applicazioni ad esempio in ambiente tropicale e/o in ambiente polare.
Benché nelle figure annesse e nella successiva descrizione si faccia riferimento ad un drone di tipo quadricottero, tale configurazione non deve essere intesa in modo limitativo, poiché il numero di rotori, e dunque di bracci 2b che si dipartono dal corpo centrale 2c potrebbe variare di conseguenza.
I bracci 2b del drone oggetto della presente divulgazione sono identici, pertanto viene descritta qui di seguito la struttura solamente di un braccio 2b.
Ciascun braccio 2b si diparte radialmente dal corpo centrale 2c lungo una direzione sostanzialmente orizzontale. Una prima porzione d’estremità del braccio 2b è fissata al corpo centrale 2c e la seconda porzione d’estremità del braccio 2b, opposta alla precedente, è libera e costituisce la porzione radialmente più esterna del drone 1.
In corrispondenza di una porzione intermedia, il braccio 2b presenta un puntale di supporto 6 configurato per sostenere almeno parte del drone per ricerca 1 allorquando a terra, e configurato, in uso, per entrare in contatto con il terreno in corrispondenza di una sua porzione d’estremità. Il puntale di supporto 6 presenta una prima estremità fissata in corrispondenza del braccio 2b ed una seconda estremità opposta alla precedente, che è quella che in uso è destinata a poggiare sul terreno.
Ciascun braccio 2b comprende anche una trave di irrigidimento 6k che è fissata sul puntale di supporto 6 in corrispondenza di una prima estremità ed è fissata ad una porzione del braccio 2b, in corrispondenza di una sua seconda estremità opposta alla prima. La prima e la seconda estremità sono rispettivamente fissate al puntale di supporto 6 ed al braccio 2b tramite rispettivi giunti 2g. Lo scopo della trave di irrigidimento 6k è quello di consentire un irrobustimento del braccio 2b almeno in un piano parallelo alla direzione verticale; l’utilizzo della trave di irrigidimento 6k non deve essere inteso in modo limitativo o necessario, ma è conveniente in particolare allorquando l’estensione radiale del braccio 2b, e cioè la sua lunghezza, sia rilevante.
In corrispondenza di una porzione intermedia del braccio 2b è presente un motore indicato con il numero di riferimento 3. Tale motore, che è un motore elettrico, alimenta in rotazione un rotore 12 che nelle figure annesse è – senza limitazione – un rotore 12 a due pale contrapposte. L’asse di rotazione delle pale è parallelo all’asse verticale. Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure annesse, il motore 3 è installato in sostanziale corrispondenza della porzione di puntale di supporto 6 congiunta con il braccio 2b, e dunque è sostanzialmente sovrastante la prima estremità del puntale di supporto 6 medesimo, dunque in una posizione intermedia e preferibilmente in sostanziale corrispondenza della metà lunghezza del braccio. I giunti 2g sono installati a metà della semi-porzione di braccio 2b che congiunge il motore 3 con la parte radialmente più esterna del braccio medesimo.
Preferibilmente, ma non limitatamente, il motore 3 è installato su di un supporto motore 3a, il quale è fissato in una posizione predefinita sul braccio 2b in modo tale da circondarne almeno parte. Il supporto motore 3a giace in una posizione inferiore al motore 3. Oltre a sostenere il motore 3, lo scopo del supporto motore 3a è quello di ridurre e/o abbattere le vibrazioni indotte dal motore 3 e trasmesse sul braccio 2b fino al microfono 5 e/o al corpo centrale 2c, che potrebbero compromettere la qualità del volo e di rilevazione della sorgente audio.
Il supporto motore 3a è, e/o comprende uno smorzatore di tipo passivo, ovvero agente con un’azione elastica di riduzione delle vibrazioni che non è compensata da mezzi attivi quali motori o attuatori. Il supporto motore 3a, che nelle figure annesse presenta una forma sostanzialmente quadrata, comprende in corrispondenza dei suoi spigoli quattro tamponi elastici provvisti ognuno di una vite 3v di tenuta. Ogni tampone elastico è diviso in tre sottosezioni, di cui una prima è una prima sottosezione posta ad una prima e maggiore quota, una seconda è una seconda sottosezione posta ad una seconda ed intermedia quota e una terza è una terza sottosezione posta ad una terza quota inferiore alla prima ed alla seconda. Ciascuna sottosezione è elastica, e le sottosezioni possono presentare gradi di elasticità distinti tra loro.
Il supporto motore 3a è fissato al braccio 2b del telaio 2 in parte mediante un calettamento e in generale con un fissaggio privo di viti o di ulteriori elementi di controllo, e in parte mediante due viti atte a evitare la rotazione del supporto motore 3a intorno all’asse lungo il quale si sviluppa sostanzialmente e/o principalmente il braccio 2b (asse sostanzialmente giacente nel piano orizzontale). Grazie a questo aspetto il peso del drone è ulteriormente contenuto.
Il corpo centrale 2c è un corpo a sezione sostanzialmente quadrata, installato in posizione centrale del drone 1 e privo di motore. Lo scopo del corpo centrale 2c è quello di contenere le sorgenti di alimentazione e i moduli per la stabilizzazione del volo ESC come pure sostenere il modulo elettronico di rilevamento 20 contenente tutti i circuiti del drone oggetto della presente divulgazione, che meglio verranno descritti nella seguente porzione di descrizione.
Come visibile nelle figure annesse, il corpo centrale 2c presenta una cavità principale 11a ed una cavità secondaria 11k posizionata sotto la cavità principale e di dimensione più modesta. Entro la cavità principale sono contenute delle batterie (non illustrate in figura) le quali servono almeno per fornire alimentazione elettrica ai motori del drone 1, e opzionalmente alimentano anche l’elettronica del drone medesimo. In una forma di realizzazione preferita e non limitativa, le batterie suddette sono batterie al litio. Sulla porzione inferiore del corpo centrale 2c, sono posizionate aperture e/o sono presenti contatti che permettono di ricaricare le batterie del drone, in particolare su una stazione di atterraggio dedicata, e a sua volta dotata di contro-contatti configurati per accoppiarsi ai detti contatti al momento dell’atterraggio del drone.
La cavità principale 11a e/o la cavità secondaria 11k del corpo centrale 2c sono cavità ventilate, preferibilmente passivamente, tramite aperture 11v posizionate perimetralmente sulla superficie laterale del corpo centrale 2c. Le aperture 11v sono configurate per permettere l’aerazione della cavità principale 11a e/o della cavità secondaria 11k evitando l’ingresso non voluto di pioggia o altri agenti atmosferici. Tali aperture permettono afflusso e deflusso di aria fresca in ingresso ed in uscita dalle predette cavità. In particolare, tali aperture 11v permettono di espellere aria calda generata dal surriscaldamento delle batterie nei mesi caldi, riducendo il rischio di un surriscaldamento al di sopra di una temperatura di sicurezza garantendo quindi una scarica ottimale delle batterie aumentandone la durata di vita.
Lateralmente, il corpo centrale 2c comprende un vano 11z, preferibilmente una pluralità di vani 11z, per dei moduli di stabilizzazione del volo ESC (non illustrati nelle figure), i quali comprendono dei circuiti elettronici configurati e/o programmati almeno per permettere di gestire la stabilizzazione ed il movimento del drone in volo, in particolare coordinando la potenza elettrica da erogare verso i motori 3 in modo controllato. I vani 11z possono anche ospitare moduli elettronici per la gestione della telemetria del drone, e/o possono ospitare moduli elettronici per una riduzione attiva di rumore. Preferibilmente, come illustrato nelle figure annesse, i moduli di stabilizzazione del volo sono posizionati in prossimità delle batterie del drone. Grazie a tale aspetto, parte del calore generato in uso dai suddetti moduli può venire indirizzato verso le batterie del drone, riscaldandole. Tale riscaldamento è utile per prevenire il congelamento delle batterie qualora il drone oggetto della presente divulgazione venga impiegato nei mesi invernali o comunque in condizioni di particolare freddo.
In corrispondenza del perimetro inferiore, il corpo centrale 2c presenta almeno uno, opzionalmente una pluralità di supporti per antenna 8, i quali sono configurati per accomodare una o più antenne dedicate alla ricezione dei comandi radio provenienti dal dispositivo di interfaccia utente 100, che è ad esempio e non limitatamente un telecomando. Tali supporti possono essere posizionati in modo da avere un’antenna perpendicolare rispetto all’altra per ottimizzare la ricezione. Alternativamente, o in combinazione, il drone qui descritto presenta un dispositivo di inseguimento che è configurato per movimentare la predetta antenna direzionale in base alla posizione del drone ed alla posizione assunta dal telecomando identificato dal riferimento 100. Le antenne supportate dai supporti per antenna 8 possono essere di tipo direttivo o omnidirezionale. L’antenna supportata tramite i supporti per antenna 8 è preferibilmente operativamente connessa con l’unità di elaborazione dati 4 ed è configurata per ricevere e/o trasmettere segnali radio da e/o verso un radiocomando 100 per il drone per ricerca 1.
Ciascuno dei bracci 2b del drone è introdotto e fissato al corpo centrale 2c senza l’ausilio di viti: grazie a questo aspetto, la robustezza ed al contempo la leggerezza del drone oggetto della presente divulgazione sono incrementate.
Il corpo centrale 2c presenta superiormente una faccia piana ove in corrispondenza di predeterminate forature sono presenti degli elementi smorzatori passivi 11d, i quali sono configurati per assorbire vibrazioni che diversamente sarebbero trasmesse ad un modulo elettronico di rilevamento 20.
Infatti, il drone 1 oggetto della presente divulgazione comprende un modulo elettronico di rilevamento 20 che ospita l’elettronica di acquisizione dati e controllo della ricetrasmissione di dati da e verso il drone 1. Gli elementi smorzatori passivi 11d possono ad esempio essere dei tamponi in gomma posizionati sostanzialmente perimetralmente tra il modulo elettronico di rilevamento 20 ed il corpo centrale 2c. Nelle figure annesse, il numero di tali smorzatori passivi è pari a quattro unità. Grazie a questo aspetto, eventuali vibrazioni che dovessero prodursi durante il volo e diffondersi verso il corpo centrale 2c, vengono efficacemente ammortizzate. In questo modo anche le immagini ed i video catturati dalla videocamera 40 risultano essere più stabili, e meno affetti da micro-vibrazioni. L'elettronica contenuta nel modulo elettronico di rilevamento 20, essendo meno affetta da vibrazioni, è meno affetta da rischio di rottura o danneggiamento.
Il modulo elettronico di rilevamento 20 comprende un modulo di posizionamento satellitare globale (non illustrato nelle figure), in particolare un modulo GPS e/o Glonass e/o Beidou e/o Galileo, provvisto di una propria prima antenna, e configurato per ricevere segnali di posizionamento satellitare globale al fine di determinare una posizione geografica del drone 1.
Il modulo elettronico di rilevamento 20, o comunque il drone 1 nella sua configurazione più generica, può comprendere opzionalmente un modulo (eventualmente sostituito dall’unità di elaborazione dati 4) per l’esecuzione di un algoritmo RTK (Real Time Kinematic) per il miglioramento della precisione di posizionamento del drone per ricerca medesimo a seguito della ricezione del detto segnale di posizionamento satellitare globale; detto algoritmo RTK è configurato per ottenere un miglioramento della precisione di posizionamento del detto drone per ricerca con precisione a livello centimetrico.
Sempre opzionalmente, il drone oggetto della presente divulgazione può comprendere un ricevitore per un sistema di miglioramento del segnale di posizionamento satellitare globale, per ottenere un incremento della precisione di posizionamento del drone per ricerca medesimo. Ad esempio, il sistema di miglioramento del segnale di posizionamento satellitare globale opzionalmente comprendendo almeno uno tra i sistemi della seguente lista: WAAS, EGNOS, GAGAN, MSAS.
Il modulo elettronico di rilevamento 20 altresì comprende un modulo di telemetria 9t, preferibilmente dotato di almeno una propria seconda antenna 9, atta a trasmettere e ricevere dati di telemetria rispettivamente da e/o verso il drone a partire e/o verso un dispositivo elettronico remoto quale ad esempio e non limitatamente un personal computer o equivalente dispositivo.
Il modulo elettronico di rilevamento 20 comprende altresì una videocamera o telecamera 40, configurata per riprendere un’area circostante al drone 1 in una direzione sostanzialmente comprendente il piano orizzontale del drone medesimo. In dettaglio, tale videocamera è posizionata in modo fisso sul modulo elettronico di rilevamento 20 ed è operativamente connessa a un modulo di trasmissione dati video dedicato provvisto di una propria prima antenna 7 al fine di permettere la trasmissione remota di immagini e/o video verso un dispositivo remoto su di un canale senza fili. L’antenna 7 è preferibilmente ancorché non limitatamente un’antenna di tipo elicoidale e si protende fuori dal corpo del modulo elettronico di rilevamento 20.
Il modulo elettronico di rilevamento 20 è un modulo i cui componenti elettronici possono scaldarsi in modo considerevole. Al fine di ridurre il rischio di surriscaldamento oltre una predeterminata temperatura di sicurezza, tale modulo elettronico di rilevamento 20 è stato dotato di un ventilatore 50 configurato per causare una ventilazione attiva dell’interno del modulo elettronico di rilevamento medesimo e quindi dei componenti elettronici ivi ospitati; in una forma di realizzazione non limitativa, tale ventilatore 50 è un ventilatore di tipo aspirante, ossia configurato per aspirare l’aria dall’interno del modulo elettronico di rilevamento 20 e sospingerla verso l’esterno del modulo medesimo. L’aria viene in particolare aspirata tramite aperture 20i posizionate in corrispondenza del modulo elettronico di rilevamento 20.
In una forma di realizzazione non limitativa, tale ventilatore 50 è configurato per raffreddare attivamente la videocamera 40 e/o un modulo di trasmissione dati video dedicato.
Benché la posizione delle aperture 20i del modulo elettronico di rilevamento 20 non debba esser intesa come limitativa, preferibilmente tali aperture sono posizionate in corrispondenza di una porzione inferiore del modulo elettronico di rilevamento medesimo, in particolare in una posizione di sostanziale corrispondenza con la giunzione con il corpo centrale 2c del telaio 2. Grazie a questo aspetto tali aperture sono riparate dalla pioggia, ed è ridotto il rischio che parte di quest’ultima possa introdursi anche in modo significativo entro il modulo qui descritto, con conseguente salvaguardia dell’elettronica ivi presente. Sempre preferibilmente, tali aperture sono posizionate in una posizione frontale del drone, e tale posizione frontale è sostanzialmente coincidente con la direzione predefinita di avanzamento del drone, a sua volta determinata dall’asse della videocamera 40. Infatti, le dimensioni e l’applicazione del drone qui descritto sono tali per cui questo possa esser fatto volare anche molto remotamente rispetto ad un telecomando di controllo, così da poter anche essere perso di vista dal pilota. In tale caso attraverso il modulo di telemetria 9t e l’antenna 7, oltre ai segnali di controllo dei motori 3 e della stabilità del drone, vengono trasmessi – dal drone verso il telecomando, e in tempo reale – anche dati elettronici contenenti immagini riprese dalla videocamera 40. Ai fini della presente divulgazione, pertanto, per direzione di “avanzamento” è intesa la direzione verso oggetti puntati dall’asse della videocamera, come direzione di “arretramento” è intesa la direzione opposta, ovvero di allontanamento rispetto ad oggetti puntati dall’asse della videocamera. Direzioni sinistra e destra saranno definite rispetto all’asse della videocamera.
In una forma di realizzazione, tale videocamera 40 è una videocamera che cattura immagini solamente nello spettro visibile. In una forma di realizzazione alternativa tale videocamera è concepita per permettere la ricezione infrarossa, così da poter permettere il controllo del drone anche in ambiente scuro, in particolare la notte; tale videocamera può essere altresì – anche in combinazione con quanto descritto – una videocamera di tipo termico. Opzionalmente, tale videocamera può essere associata e/o comprendere un telemetro.
Il telaio 2 del drone per ricerca 1 oggetto della presente divulgazione è preferibilmente realizzato in materiale plastico. Grazie a questo aspetto il peso del drone 1 è contenuto, e a pari capacità di batteria e consumo dei motori 3, può ospitare un più elevato carico pagante o, equivalentemente avere una maggiore autonomia di volo. In una particolare forma di realizzazione del drone 1 oggetto della presente divulgazione, il telaio 2 del drone è stampato 3D, e ciò consente un notevole risparmio di costi produttivi. Il materiale plastico precedentemente citato è un materiale plastico di tipo a base di poliammide o comunque un materiale termoplastico. Preferibilmente, se poliammide, tale poliammide è caricato con vetro (es. PA 3200GF) e/o è poliammide caricato con alluminio (Alumide) e/o poliammide caricato con carbonio (es PA 3200CF). Grazie a questo aspetto è possibile mantenere una più elevata robustezza ed al contempo una leggerezza sostanzialmente pari a quella riscontrabile mediante l’impiego di un materiale termoplastico non caricato.
Una particolare forma di realizzazione, ma non limitativa, del drone per ricerca 1 oggetto della presente divulgazione, comprende un corpo 2c, e/o il modulo elettronico di rilevamento 20, e/o i supporti motore 3a, realizzati in materiale plastico sostanzialmente trasparente o di colore chiaro, preferibilmente ma non limitatamente bianco. Grazie a questo aspetto, durante l'utilizzo nei mesi più caldi, il riscaldamento del drone e della sua componentistica elettronica interna dovuto all'influenza dei raggi solari, è diminuito, ed è possibile pertanto evitare di utilizzare elementi di raffreddamento attivi, laddove possibile.
Come citato precedentemente, il drone è dotato di almeno un microfono 5 configurato per permettere di rilevare una sorgente di segnali audio. In generale tale drone integra un sistema, comprendente un’unità di elaborazione dati 4, configurato per identificare la posizione di detta sorgente di segnali audio rispetto alla posizione assunta dal drone stesso, ricercandone la direzione e/o distanza dal drone.
In linea di principio il predetto sistema può essere configurato per ricercare un qualsiasi tipo di segnale audio, e dunque essere programmabile per ricercare uno specifico tipo di segnale audio; in una forma di realizzazione preferita, ancorché non limitativa, l’unità di elaborazione dati 4 installata a bordo del drone per ricerca è configurata per identificare o comunque ricercare entro il segnale microfonico un segnale, in particolare una forma d’onda, compatibile con quella di un segnale campione variabilmente selezionato da un utente. Alternativamente, l’unità di elaborazione dati 4 è configurata per identificare o comunque ricercare entro il segnale microfonico un segnale, in particolare una forma d’onda, compatibile con quella di un segnale campione memorizzato nell’unità di elaborazione dati medesima o in una memoria resa operativamente accessibile dalla unità di elaborazione dati medesima.
Tale sorgente è rappresentata in figura 1 con il riferimento 300 o con un beacon 200 per l’emissione di segnali audio che sarà meglio descritto nella seguente porzione di descrizione.
In una forma di realizzazione preferita e non limitativa, il drone oggetto della presente divulgazione comprende un microfono 5 installato in corrispondenza della estremità radialmente più esterna del braccio 2b; in una prima configurazione non limitativa, il microfono è un microfono direttivo ed è concepito per permettere la ricezione di segnali audio solo a partire da una predeterminata direzione. La distanza che è presente tra ciascun microfono 5 ed il rispettivo motore 3 (rispettivamente installati nell’estremità radialmente più esterna e in sostanziale corrispondenza della porzione mediana del braccio 2b) concorre a ridurre la quantità di rumore che il microfono 5 riceve dal motore 3 durante l’uso. È da notare che tale rumore comprende sia un rumore di fruscio aerodinamico prodotto dai rotori 12 del motore, sia un rumore proprio del motore 3 medesimo.
Preferibilmente tale microfono 5 è concepito per permettere la ricezione di segnali audio provenienti da una quota inferiore rispetto alla quota alla quale si trova il drone 1. Il microfono 5 installato sul drone per ricerca 1 oggetto della presente divulgazione, è in particolare un microfono di tipo direttivo. Tale microfono 5 è dunque configurato per ricevere un segnale audio da una determinata direzione o entro un determinato angolo (identificato in figura 1 con il riferimento “A”) segnali audio che provengano da direzioni e/o angoli diversi rispetto a quanto predeterminato. Grazie a questo aspetto la qualità e precisione di rilevazione della sorgente di rumore sono ottimizzate. Infatti, sebbene il drone 1 in uso produca rumore attraverso i suoi motori 3, quale rumore è automaticamente filtrato per via della direttività del microfono 5. Rispetto all'uso di un microfono direzionale, comunque possibile, l'influenza del rumore dei motori 3 sulla qualità e precisione di rilevazione della sorgente audio è ridotta.
La direttività del microfono 5 non deve essere intesa in modo limitativo, giacché il microfono 5 può essere un microfono di tipo omnidirezionale e grazie a questo aspetto può essere in grado di ricevere segnali audio provenienti da sorgenti che si trovano a quota inferiore, o pari, o superiore rispetto alla quota alla quale si trova il drone medesimo.
Si è già detto che è necessario almeno un microfono 5. Abilmente, ancorché non limitatamente, il numero di microfoni 5 installati a bordo del drone per ricerca 1 è almeno pari a 3 unità. Questo consente una triangolazione della sorgente audio. Tuttavia, la specifica forma di realizzazione del drone per ricerca 1 qui descritta è dotata di quattro bracci 2b: per questa ragione, la specifica forma di organizzazione del drone oggetto della presente divulgazione presenta quattro microfoni 5, ognuno installato su un proprio braccio 2b. In particolare, come è possibile osservare dalle figure annesse, su ciascun braccio 2b il microfono 5 è installato in corrispondenza dell'estremità radialmente più esterna del braccio medesimo. Questo, oltretutto, oltre a consentire di allontanare per quanto possibile il microfono da sorgenti di rumore installate a bordo del drone medesimo, concorre a ridurre l’errore di diluzione di precisione che si ha nella lettura dei tempi di arrivo del segnale audio dalla sorgente 200, 300 rispetto a quanto si avrebbe allorquando una installazione dei microfoni trovasse configurazione tale per cui essi risultino tutti concentrati in una posizione centrale del drone medesimo. L'utilizzo di quattro microfoni 5 consente vantaggiosamente di avere una triangolazione della sorgente audio ottimizzata rispetto a quella che si potrebbe avere utilizzando solamente tre microfoni. Peraltro, essendo la membrana dei microfoni molto sensibile, vi potrebbe essere il rischio che questa si danneggi. Nel caso di tre microfoni questo potrebbe essere di notevole detrimento per l’esecuzione del metodo di ricerca qui descritto e basato su tempi di arrivo e potenza del segnale audio. Conseguentemente, impiegando quattro microfoni, qualora anche uno si guastasse, l’impatto di tale guasto sull’efficienza della funzionalità del drone per ricerca è progressivamente ridotto. Ovviamente, tale impatto potrebbe proporzionalmente ridursi incrementando ulteriormente il numero di bracci e/o microfoni.
Il microfono 5 è operativamente connesso con il modulo elettronico di rilevamento 20, ed in particolare con un’unità di elaborazione dati di bordo mediante un cavo elettrico ed è configurato per trasformare il segnale audio in un segnale elettrico microfonico. Il segnale microfonico non è necessario che sia esclusivamente elettrico, perché il cavo elettrico potrebbe essere sostituito ad esempio da una fibra ottica; in tale caso il segnale microfonico sarebbe un segnale ottico.
Il segnale microfonico ricevuto dal microfono 5, opzionalmente dalla pluralità di microfoni 5 installati al bordo del drone 1, è memorizzato in un registratore, che ma non limitatamente è di tipo hardware ed è installato in corrispondenza della cavità interna secondaria 11k del corpo centrale 2c. In una particolare forma di realizzazione non limitativa, il registratore hardware è integrato entro l’unità di elaborazione dati 4.
La forma di realizzazione del drone oggetto della presente divulgazione è vantaggiosamente dotata di un sistema di compensazione del rumore introdotto dai motori 3 sul segnale audio captato dai microfoni 5. In questo modo viene aumentata la qualità del segnale audio che è possibile ricevere, e dunque sorgenti di segnali audio 300, 200 anche di debole potenza o molto lontane dal drone possano essere efficacemente individuate e localizzate.
A tale fine è stato previsto almeno un sensore di riferimento 30, configurato per rilevare il rumore del motore 3 e per inviare verso la predetta unità di elaborazione dati 4 un segnale di riferimento così che tale unità di elaborazione dati possa sottrarre al segnale microfonico il segnale di riferimento. Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure annesse, i sensori di riferimento sono in numero pari al numero di bracci 2b; pertanto, per ogni braccio 2b è presente un sensore di riferimento 30, posizionato preferibilmente in una posizione radialmente più interna rispetto alla posizione assunta dal motore 3 sul braccio 2b. Tale sensore di riferimento 30 può essere un sensore a infrarossi (preferito), o essere equivalentemente un sensore microfonico, o accelerometrico, o un ESC (Electronic Speed Controller). Il sensore di riferimento 30 può essere operativamente, in particolare elettricamente, connesso con il modulo di telemetria 9t al fine di trasmettere verso l’unità di elaborazione dati 4, o verso un’unità di elaborazione dati esterna al drone, dati relativi ad almeno i giri del rispettivo motore 3.
La particolare forma di realizzazione concepita dalla richiedente presenta un sensore ad infrarossi montato in modo tale da puntare il rotore 12 o, equivalentemente, ricevere segnali ad infrarossi da una direzione sostanzialmente e/o principalmente proveniente dal rotore 12. Tale particolare configurazione permette di ridurre l’influenza della radiazione infrarossa proveniente dal sole rispetto alla componente utile di segnale infrarosso ricevuta dal rotore 12. Possono essere presenti degli elementi di supporto allungati (non illustrati nelle figure annesse) che presentano una prima estremità rigidamente connessa al corpo centrale 2c (o al modulo di rilevamento 20) ed una seconda estremità in corrispondenza della quale è fissato il sensore di riferimento 30. Così facendo il posizionamento del sensore di riferimento può essere svincolato dal relativo braccio 2b.
Pertanto, nella forma di realizzazione rappresentata nelle figure annesse, per ogni braccio 2b sussistono: un microfono 5 ed un sensore di riferimento 30. Per ogni braccio, l’unità di elaborazione dati 4 è configurata per sottrarre dal segnale microfonico del microfono installato su di un particolare braccio 2b, il segnale di riferimento del medesimo braccio 2b. In questo modo è possibile eseguire una compensazione di rumore ad hoc per ciascun motore. Preferibilmente ma non limitatamente, la compensazione effettuata dall’unità di elaborazione dati 4 è eseguita in tempo reale ed è eseguita da un’unità di elaborazione dati posizionata a bordo del drone. È opportuno notare che la compensazione attiva del rumore prodotto dai motori 3, esce assieme ed in sinergia con la direttività dei microfoni 5: l'utilizzo combinato di una compensazione attiva del rumore con la direttività dei microfoni orientata in una direzione diversa rispetto a quella dalla quale potrebbero pervenire i rumori dei motori 3, consente di ottimizzare ulteriormente la qualità di localizzazione della sorgente audio.
Una forma di realizzazione particolare del drone oggetto della presente divulgazione è caratterizzata dal fatto di essere smontabile. In particolare, ciascuno dei bracci 2b può essere smontato dall’assieme formato dal corpo centrale 2c e dal modulo di rilevamento 20. Più precisamente, l’assieme formato dal braccio 2b – nella sua porzione radialmente più esterna al gruppo motore realizzato dal motore 3 e dal supporto 3a – dalla trave d’irrigidimento 6k e dal puntale di supporto 6 è, in una prima alternativa, un assieme unico operativamente non smontabile ed è smontabile dalla porzione di braccio 2b che è radialmente più interna rispetto al gruppo motore precedentemente citato. In una ulteriore alternativa, tale assieme è invece smontabile. Quest’ultima porzione costituisce una seconda porzione di braccio 2b distinta rispetto alla prima porzione radialmente più esterna, e la seconda porzione è dunque inamovibilmente fissata al corpo centrale 2c.
È da notare che il termine “inamovibilmente fissata” non deve essere inteso in semantica assoluta, come inscindibilmente e solidalmente prodotto con il corpo centrale in un singolo pezzo. Tale termine intende che nel tradizionale uso operativo, la prima porzione di braccio 2b radialmente più interna non è smontata dal corpo centrale 2c. Tale smontaggio, ancorché possibile, può essere realizzato in caso di revisione o controllo o manutenzione o sostituzione fuori dal tradizionale contesto operativo di funzionamento. Lo stesso può dirsi per il termine “operativamente non smontabile” precedentemente citato.
Grazie a questo aspetto è possibile riporre il drone in spazi più ridotti: infatti ciascuno degli assiemi formati dal braccio 2b – nella sua porzione radialmente più esterna al gruppo motore realizzato dal motore 3 e dal supporto 3a – dalla trave d’irrigidimento 6k e dal puntale di supporto 6 è pressoché sviluppantesi su due dimensioni di principale sviluppo. Pertanto, i quattro assiemi possono essere sovrapposti, e ad esempio e non limitatamente riposti in un contenitore a fianco, sopra o sotto il drone, contenendo il volume complessivamente occupato rispetto a quello altrimenti necessario a ospitare il drone per intero. Come è possibile osservare dalle figure annesse, l’ingombro radiale dei quattro bracci è significativo rispetto all’ingombro che possiede il corpo centrale 2c con il modulo di rilevamento 20, e per questa ragione la smontabilità di dei bracci 2b, più precisamente di parte dei bracci 2b, porta ad un significativo vantaggio di riduzione di ingombro. Tale vantaggio è particolarmente sentito osservando le dimensioni reali del drone, che possono superare anche il metro di diametro complessivamente circoscritto dall’unione dei microfoni 5.
Il drone oggetto della presente divulgazione è configurato per permettere la rilevazione della sorgente audio tramite una misurazione di un tempo di volo, o tempo di arrivo (TOAi) e la potenza (SSi) del segnale audio.
Nella particolare forma di realizzazione di funzionamento concepita dagli inventori, viene calcolato:
- un primo tempo di arrivo (TOA1) del segnale audio proveniente dalla sorgente audio, da parte del primo microfono 5,
- un secondo tempo di arrivo (TOA2) del segnale audio proveniente dalla sorgente audio, da parte del secondo microfono 5,
- un terzo tempo di arrivo (TOA3) del segnale audio proveniente dalla sorgente audio, da parte del terzo microfono 5.
Allorquando i microfoni 5 sono in numero pari a quattro unità, come nel caso delle figure annesse, viene calcolato inoltre un quarto tempo di arrivo (TOA4) del segnale audio proveniente dalla sorgente audio, da parte del quarto microfono 5.
Viene inoltre calcolata:
- una prima potenza (SS1) del segnale microfonico sul primo microfono 5;
- una seconda potenza (SS2) del segnale microfonico sul secondo microfono 5; - una terza potenza (SS3) del segnale microfonico sul terzo microfono 5;
- (opzionalmente) una quarta potenza (SS4) del segnale microfonico sul quarto microfono 5.
Le potenze qui descritte sono in funzione della potenza del segnale audio. In particolare, poiché preferibilmente i microfoni 5 sono microfoni a guadagno fisso, le potenze sopra indicate sono equivalenti ad una prima, seconda, terza e opzionalmente quarta potenza del segnale audio ricevuto rispettivamente sul primo, secondo, terzo e quarto microfono.
L'elaborazione elettronica dei tempi di arrivo (TOA1, TOA2, TOA3; opzionalmente TOA4) e potenza dei segnali (SS1, SS2, SS3; opzionalmente SS4) provenienti dai vari microfoni, è tale per cui da una loro comparazione elettronica, è possibile determinare la direzione di provenienza e la distanza del segnale audio trasmesso dalla sorgente audio rispetto alla direzione del drone. In particolare, viene definita una determinata direzione di avanzamento del drone, che preferibilmente ancorché non limitatamente può essere la direzione nella quale è orientata la videocamera installata a bordo del drone 1 medesimo; sulla base dei tempi di arrivo e della potenza del segnale audio sui vari microfoni 5, in particolare sulla base della loro differenza, viene stabilita la direzione rispetto alla detta predeterminata direzione di avanzamento.
In una forma di realizzazione preferita ma non limitativa, viene stabilito come tempo zero il primo tra i tempi di arrivo (TOA) del segnale audio su uno specifico microfono 5, e la comparazione dei restanti tempi di arrivo viene effettuata rispetto questo primo tempo di arrivo definito come tempo zero. L'unità di elaborazione dati 4 che esegue la comparazione dei tempi di arrivo (TOAi) e della potenza di segnali acustici (SSi) conosce la posizione di ciascuno dei bracci del telaio del drone 1 e/o è in grado di stabilire una relazione posizionale di ciascuno dei bracci 2b rispetto alla direzione frontale o di avanzamento del drone medesimo. Ciò consente vantaggiosamente di stabilire un angolo del microfono 5 rispetto alla direzione di provenienza del segnale audio, relativamente alla direzione di avanzamento del drone sulla base della conoscenza del microfono 5 dal quale è pervenuto il segnale audio medesimo.
L'unità di elaborazione dati 4 che esegue la comparazione dei tempi di arrivo e della potenza dei segnali acustici, analizza almeno una predeterminata porzione del segnale microfonico. Tale predeterminata porzione può essere tutto il segnale microfonico di ciascuno dei microfoni 5 o una determinata porzione di segnale microfonico, di lunghezza temporale minore rispetto a quanto ad esempio registrato.
L'unità di elaborazione dati 4 esegue un algoritmo per cui, per ogni segnale microfonico ricevuto attraverso ciascun microfono 5, viene eseguita nel dominio temporale una ricerca di picchi o massimi all'interno del segnale medesimo. Il tempo corrispondente alla ricezione di almeno un picco o massimo sul segnale microfonico, viene elettronicamente stabilito come un tempo di arrivo. L’altezza, o meglio l’ampiezza del picco (opzionalmente picco-picco), o l’area sottostante il picco del segnale microfonico viene elettronicamente stabilita come potenza (SSi) del segnale acustico in arrivo al rispettivo microfono 5. L’area sottostante il picco può essere equivalentemente sostituita con un calcolo di un valore RMS.
La richiedente ha concepito due diverse forme di realizzazione, in cui in una prima l'unità di elaborazione dati 4 che esegue il calcolo elettronico sui tempi di arrivo e della potenza dei segnali audio verso i microfoni 5, è installata a bordo del drone per ricerca 1. In una forma di realizzazione alternativa, l’unità di elaborazione dati che esegue il calcolo elettronico sui tempi di arrivo e potenza dei segnali audio verso i segnali microfonici 5, è un'unità di elaborazione dati remota rispetto alla posizione assunta dal drone per ricerca 1. In quest'ultimo caso, almeno parte dei segnali microfonici captati dai microfoni 5 viene trasmessa verso l'unità di elaborazione dati remotamente posizionata rispetto al drone e, preferibilmente, tale trasmissione avviene per mezzo dell’antenna del modulo di telemetria 9t. Tuttavia, al fine di ottenere una elaborazione dati in tempo sufficiente in rapporto all’ammontare di dati da trasmettere, in questa forma di realizzazione può essere conveniente effettuare tale trasmissione su di un canale ottico senza fili e/o utilizzando un canale radio con tecnologia 5G; qualora si impieghi un canale ottico senza fili, il drone oggetto della presente divulgazione sarà dotato di un adeguato modulatore ottico che comprenda almeno un diodo emettitore di radiazione ottica, operante in uno o più degli intervalli della seguente lista: visibile, infrarosso (vicino e/o lontano), ultravioletto (vicino e/o lontano).
Tra il drone ed un dispositivo elettronico che comprende la predetta unità di elaborazione dati, viene creato un canale logico, preferibilmente ancorché non limitatamente sicuro e/o crittato, e sul canale logico vengono trasmessi parte dei segnali microfonici necessari al calcolo della predetta comparazione dei tempi di arrivo (TOAi) e potenza dei segnali acustici (SSi). Preferibilmente, perché non limitatamente l'elaborazione dei tempi di arrivo e della potenza dei segnali audio, indipendentemente dalla forma della realizzazione in cui l'unità di elaborazione dati sia o meno installata a bordo del drone 1, avviene sostanzialmente in tempo reale o comunque nel minimo intervallo possibile rispetto al tempo effettivo di arrivo del segnale audio medesimo sul microfono. Questo consente di ottimizzare e velocizzare la fase di ricerca della sorgente audio.
Laddove l'unità di elaborazione dati sia posizionata anche al di fuori del corpo del drone 1, allorquando almeno parte dell'elaborazione del segnale microfonico elettronicamente eseguita attraverso un'unità di elaborazione dati sia eseguita in una posizione remota rispetto alla posizione assunta dal drone, di fatto un ambiente di calcolo distribuito. Tale ambiente di calcolo distribuito esegue parte delle operazioni di elaborazione elettronica del segnale microfonico a bordo del drone per ricerca 1, e parte delle operazioni di elaborazione elettronica del segnale microfonico viene eseguita in una posizione remota rispetto al drone medesimo. In particolare, in tale ambiente di calcolo distribuito, in ossequio a quanto precedentemente descritto, almeno una riduzione attiva del rumore del segnale microfonico mediante la sottrazione elettronica del segnale di riferimento dal segnale microfonico medesimo è eseguita a bordo del drone per ricerca.
La richiedente fa notare che l'elaborazione per la cancellazione attiva del rumore prodotto dai motori 3 rispetto al segnale microfonico captato dai microfoni 5, consente di ridurre la dimensione dei file audio memorizzati sul registratore. Allorquando parte di tale segnale microfonico debba essere trasmesso verso l'unità di elaborazione dati remotamente posizionata rispetto al drone 1, la cancellazione attiva del rumore prodotto dai motori 3 consente di impiegare meno tempo per trasmettere il predetto segnale microfonico o, equivalentemente, a pari tempo, richiede meno banda sul detto canale logico. Convenientemente, laddove la cancellazione del rumore di tipo attivo venga eseguita, tale cancellazione di rumore viene sempre eseguita prima dell'esecuzione del calcolo sui tempi di arrivo e sulla potenza del segnale audio.
Poiché il drone per ricerca 1 oggetto della presente divulgazione comprende altresì un ricevitore di segnali di posizionamento satellitare globale, è possibile attribuire alla sorgente audio una precisa posizione geografica.
In una prima fase, il drone riceve dal satellite un segnale attraverso il quale è possibile calcolare la posizione assunta dal drone medesimo. Successivamente, sulla base del tempo di arrivo (TOAi) e della potenza del segnale audio (SSi) è possibile stimare:
- una direzione di provenienza del segnale audio rispetto alla posizione per determinata di avanzamento del drone
- la distanza della sorgente audio rispetto al drone stesso.
Così facendo è possibile calcolare elettronicamente anche la posizione geografica assunta dalla sorgente audio.
Può essere pertanto descritto un programma software, che comprende porzioni di codice che allorquando eseguite dall' unità di elaborazione dati, causano l'esecuzione di:
- una fase di calcolo di tempi di volo o arrivo (TOAi) e potenza (SSi) di un segnale audio verso uno o più microfoni 5 come precedentemente descritto,
- una fase di calcolo di una posizione geografica assunta dal drone 1 all'atto della ricezione di un segnale di posizionamento satellitare globale (tramite in particolare l’attivazione almeno temporanea del modulo ricevitore di segnale di posizionamento satellitare globale), e
- una successiva fase di elaborazione elettronica tale per cui sia possibile attribuire alla sorgente audio che ha diffuso segnale audio verso la pluralità di microfoni 5 una posizione geografica stimata sulla base del detto tempo di volo o arrivo (TOAi) e potenza del segnale audio (SSi), ed è la posizione assunta dal drone 1 oggetto della presente divulgazione, e dalla direzione elettronicamente calcolata dalla quale il segnale audio emesso dalla sorgente audio perviene rispetto ad una determinata direzione di avanzamento del drone 1.
In una forma di realizzazione preferita e non limitativa, attraverso il programma software precedentemente descritto, il drone può essere configurato per muoversi automaticamente verso la predetta sorgente audio, al fine di assumere una posizione geografica sostanzialmente coincidente almeno sul piano orizzontale con la posizione geografica assunta dalla sorgente audio medesima.
In altri termini, sulla base almeno della differenza dei tempi di arrivo (TOAi), ed in particolare anche sulla base delle differenze di potenza del segnale audio (SSi) che pervengono su ciascuno dei microfoni 5, si individua elettronicamente una direzione da fare seguire al drone per ricerca 1 qui descritto, affinché si possa fare muovere il drone verso la posizione nella quale è presente la sorgente di segnali audio, ed in particolare si possa fare giungere il drone sulla verticale della sorgente di segnale audio. Ai fini della presente divulgazione si fa qui notare che non è necessario che il drone si avvicini anche verticalmente alla sorgente medesima, e pertanto non è necessario che il drone compia anche una fase di sostanziale atterraggio o avvicinamento alla sorgente audio tale per cui, all’arrivo sulla verticale della sorgente di segnali audio, si abbia altresì una riduzione di quota sostanzialmente verticale.
In tale posizione i tempi di arrivo (TOAi) del segnale audio verso ognuno dei microfoni 5 posizionati su ciascuno dei bracci 2b del telaio 2, è identica e/o non vi è alcuna differenza tra i suddetti tempi di arrivo (TOAi). Si osserva che tale configurazione altresì consente di eseguire un tracking di una sorgente audio 200 in movimento: è infatti sufficiente eseguire ciclicamente alcune subroutine del programma software precedentemente descritto per verificare se sussista una modifica della ricezione dei tempi di arrivo del segnale audio trasmesso dalla sorgente, e in caso affermativo, procedere con la nuova movimentazione del drone per ricerca 1 così da ottenere nuovamente l’annullamento delle differenze dei tempi di arrivo (TOA) sui microfoni 5 e l’equalizzazione delle potenze ricevute su ciascuno dei microfoni 5.
In particolare, il tracking precedentemente citato viene eseguito per mezzo di un passo di guida automatica del drone per ricerca 1 oggetto della presente divulgazione, finalizzato a portare il drone medesimo in sostanziale prossimità della sorgente di segnale audio 200, 300; preferibilmente questa sostanziale prossimità è tale per cui il drone, a fine del procedimento di guida, risulta essere posizionato sostanzialmente in allineamento sulla verticale della sorgente di segnale audio 200, 300.
La guida automatica del drone può essere attivata da un comando imposto dall'operatore attraverso il telecomando del drone medesimo. In tale caso, quando tale comando è ricevuto attraverso il modulo di telemetria 9t, l'unità di elaborazione dati 4 presente a bordo del drone medesimo si configura in modo tale da muovere il drone mediante un azionamento selettivo dei motori 3, o una loro regolazione indipendente di potenza o velocità di rotazione, affinché dalla comparazione dei tempi di arrivo del segnale audio sui microfoni 5 presenti su ciascuno dei bracci 2b si abbia una sempre maggiore riduzione delle differenze temporali dei tempi di arrivo sui vari microfoni (5).
La richiedente ha altresì concepito un beacon 200, il quale è configurato e specificamente concepito per cooperare con il drone per ricerca 1 oggetto della presente divulgazione. Il beacon 200 è in particolare una sorgente audio che emette un segnale audio ad una determinata frequenza o in un predeterminato intervallo di frequenze, specificamente studiata/e al fine di essere ricevibile il quanto più distante ed il meglio possibile dai microfoni 5 dei quali il drone oggetto della presente divulgazione è dotato. Il beacon 200 qui descritto, è in particolare concepito per essere indossato o comunque trasportato da un utilizzatore. Il beacon 200 comprende un corpo, ed un emettitore audio atto ad emettere un segnale audio ricevibile dal drone. Tale emettitore audio 201 può essere ad esempio, e non limitatamente, un altoparlante ad esempio di tipo magnetodinamico, o essere o comunque comprendere, un altoparlante di tipo piezoelettrico.
L'intervallo di frequenze emesse dall’emettitore audio 201 del beacon 200, al fine di ottenere gli scopi predetti, è preferibilmente compreso tra 600 Hertz e 1800 Hertz, ancor più preferibilmente compreso tra 800 Hertz e 1600 Hertz, ed è ancora più preferibilmente compreso tra 1000 Hertz e 1400 Hertz. La richiedente ha in particolare osservato che una frequenza audio ottimale al fine di essere ricevuta quanto più distante possibile dal drone un oggetto della presente divulgazione, è pari a 1200 Hertz. Il segnale audio emesso dal beacon 200 è preferibilmente di tipo sinusoidale. Tale specifica forma d'onda non deve essere in ogni caso intesa in modo limitativo giacché altre forme d'onda, esempio onda quadra o triangolare, possono essere usate per far emettere all’emettitore audio 201 un appropriato segnale audio.
L'emettitore audio 201 è in particolare concepito per produrre un suono con una potenza almeno pari a 80 decibel, preferibilmente pari ad almeno 90 decibel, più preferibilmente pari ad almeno 100 decibel, più preferibilmente pari ad almeno 110 decibel. Questo consente di ricevere il segnale audio ad una distanza sufficiente e compatibile con il volo di un drone sopra una determinata area.
In una forma di realizzazione non limitativa, l'emettitore audio 201 è alimentato attraverso una batteria contenuta nel corpo del beacon 200. In uso l'utente dapprima indossa il beacon 200 e, successivamente lo attiva al momento del bisogno, ad esempio e non limitatamente attraverso la pressione di un pulsante di emergenza. A questo punto, il drone può essere messo in volo come precedentemente descritto. Allorquando il drone 1 raggiunge un’area prossima a quella del beacon 200 tale per cui il segnale audio da questi emesso possa essere ricevuto dai microfoni 5 con potenza sufficiente da essere distinto dal rumore di fondo, il drone 1 esegue la ricerca della posizione geografica del beacon 200 come precedentemente descritto.
Allorquando il drone per ricerca 1 qui descritto sia utilizzato per ricercare un segnale audio proveniente da un beacon 200 emittente attivamente una frequenza di tipo noto, almeno parte dell'elaborazione elettronica del segnale eseguita dall' unità di elaborazione dati a bordo del drone 1, e/o in un dispositivo installato in posizione remota rispetto a quella assunta dal drone medesimo, comprende una fase di filtraggio del segnale microfonico. Tale fase di filtraggio è vantaggiosamente eseguita su ciascun segnale microfonico di ciascuno dei microfoni 5 installati in corrispondenza di ciascun braccio 2b. Tale fase di filtraggio in particolare comprende un filtraggio di tipo passa banda in cui la banda passante del detto filtraggio corrisponde alle bande di segnale precedentemente descritto, comprende la frequenza centrale di 1200 Hertz.
La fase di filtraggio può essere eseguita da un filtro software, e dunque essere eseguita propriamente attraverso una unità di elaborazione dati, oppure può essere una fase di filtraggio di tipo hardware. In tal caso, il drone per ricerca 1 qui descritto comprende, preferibilmente per ciascun microfono 5, un filtro hardware di tipo passa banda selettivamente attivabile al fine di permettere il detto filtraggio. La selettiva attivazione del predetto filtro può essere vantaggiosamente eseguita tramite un comando inviato attraverso il modulo di telemetria 9t verso l'unità di elaborazione dati installata a bordo del drone 1. La fase di filtraggio è eseguita, in ordine logico, prima della fase di calcolo e/o comparazione dei tempi di arrivo (TOAi) e, preferibilmente, prima della sottrazione del rumore dei motori 3 tramite la sottrazione del segnale di riferimento.
Preferibilmente, al fine di ottimizzare la capacità di distinzione del beacon 200 da altre sorgenti audio, soprattutto continue, una particolare forma di realizzazione del beacon 200 può essere configurata per trasmettere segnali in modo discontinuo, o “burst” alternando periodi temporali, preferibilmente di lunghezza prestabilita, durante i quali viene emesso un segnale audio con altri periodi temporali, altrettanto di lunghezza predefinita anche diversa dalla precedentemente citata lunghezza predefinita, durante i quali l’emettitore audio 201 non trasmette alcun segnale audio.
Un primo uso per il beacon 200 qui descritto è quello di permettere la ricerca di soggetti umani o animali ed in particolare, in caso di soggetti umani, la ricerca per applicazioni di ricerca e soccorso, ad esempio per applicazioni di soccorso sanitario. Un ulteriore uso per il beacon 200 è quello di individuazione di oggetti, ad esempio e non limitatamente ordigni o mine. In tale caso, un operatore esperto quale può essere ad esempio un artificiere, allorquando trova un ordigno o mina può associarvi tramite deposizione in prossimità un beacon 200. In tale caso, il sorvolo da parte del drone 1 qui descritto di un’area ove sia presente uno o più ordigni permette di determinare la posizione assunta dai medesimi, così che sia possibile tracciare una mappatura geografica della posizione di più oggetti (nel caso specifico qui descritto, mine o ordigni) nell’area di interesse. Il medesimo concetto d’uso per mappatura geografica può essere effettuato per la posizione di più soggetti, ad esempio esseri umani, che indossino il predetto beacon 200. Convenientemente, ove sia necessario mappare più oggetti o soggetti in una determinata area, fare emettere all’emettitore audio 201 di ciascun beacon 200 un segnale audio diverso da quello emesso dagli altri beacon 200 può aiutare ad effettuare una rapida e precisa determinazione della posizione di ciascun beacon 200. In una particolare e non limitativa configurazione, tale mappatura può essere agevolata facendo emettere a ciascun emettitore audio 201 di ciascun beacon 200 un segnale audio a frequenza diversa da quello emesso dagli altri beacon 200. Ulteriori applicazioni del drone per ricerca 1 oggetto della presente divulgazione possono essere lo sminamento tramite l’utilizzo di beacon installati a bordo del drone per ricerca medesimo. Tali beacon possono essere di tipo ultrasonico (frequenze al di sopra dello spettro udibile) o infrasonico (frequenze al di sotto dello spettro udibile). In tale caso i microfoni ricevono l’eco (ultrasonico e/o infrasonico) trasmesso dai beacon e riflesso dall’eventuale presenza di mine. La mina, in questo caso, si comporta come una sorgente, ma non è una sorgente di segnale audio con emissione attiva, ma è una sorgente di segnale audio per riflessione. In tale caso, preferibilmente il numero di beacon può essere pari al numero di microfoni e/o di bracci 2b presenti sul drone. Tali beacon possono essere selettivamente attivati in modo indipendente l’uno dall’altro. Il controllo della loro selettiva attivazione può esser effettuato attraverso l’unità di elaborazione dati 4. Tuttavia, è altresì prevista una configurazione nella quale almeno un beacon è installato a bordo del drone per ricerca 1 in corrispondenza del corpo centrale 2c. I beacon installati a bordo del drone per ricerca 1 possono avere le caratteristiche dei beacon 200 precedentemente descritti, o ulteriori o diverse caratteristiche.
Tali beacon possono preferibilmente essere di tipo direzionale, e rivolti verso una predeterminata direzione di irradiazione verso il basso. Sarà conveniente effettuare un volo a bassa quota per ottenere una ottimale precisione di posizionamento geografico delle mine, al fine di permetterne la mappatura elettronica. La mappatura può essere effettuata sia per mine metalliche che per mine con corpo sostanzialmente in materiale composito o plastico. Grazie a questo aspetto è possibile dunque realizzare in modo sostanzialmente automatico una mappatura elettronica per mine che diversamente non sarebbe possibile ricercare attraverso un metal detector. Il riverbero del terreno in corrispondenza di una porzione di terreno in cui siano presenti delle mine, è diverso rispetto al riverbero del terreno in porzioni ove delle mine non sono presenti.
In una particolare forma di realizzazione, al fine di ottenere la predetta mappatura, il drone per ricerca 1 oggetto della presente divulgazione presenta un vibrometro, atto a ricevere un eco di vibrazione del terreno indotta attraverso i beacon sopra descritti. Il vibrometro suddetto, può in particolare essere in grado di produrre una mappa di valori di vibrazioni per unità di spazio quadrate, tale per cui si può distinguere la mina sepolta dalle restanti zone circostanti.
L’unità di elaborazione dati, o unità di controllo, che è stata descritta nel corso della precedente parte di descrizione può essere un processore di tipo general purpose specificamente configurato per eseguire una o più parti del processo individuato nella presente divulgazione attraverso il programma software o firmware, o essere un ASIC o processore dedicato o un’FPGA, specificamente programmato per eseguire almeno parte delle operazioni del processo qui descritto.
Il supporto di memoria può essere non transitorio e può essere interno o esterno al processore, o unità di controllo, o unità di elaborazione dati, e può – nello specifico – esser una memoria geograficamente collocata remotamente rispetto all’elaboratore elettronico. Il supporto di memoria può essere altresì fisicamente diviso in più porzioni, o in forma di “cloud”, ed il programma software o firmware può fisicamente prevedere porzioni memorizzate su porzioni di memoria geograficamente divise tra loro.
È infine chiaro che parti dell’oggetto e processo qui descritti possono essere soggette ad aggiunte, modifiche o varianti, ovvie per un tecnico del ramo, senza per questo fuoriuscire dall’ambito di tutela fornito dalle annesse rivendicazioni.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Drone per ricerca (1), comprendente: - un telaio (2), - almeno un motore (3) installato su detto telaio (2), detto motore essendo configurato per permettere almeno un decollo e/o un atterraggio e/o una movimentazione in volo traslato del detto drone per ricerca (1), - un’unità di elaborazione dati (4) ospitata in corrispondenza del telaio (2) o entro il telaio (2), detta unità di elaborazione dati essendo configurata almeno per eseguire un’elaborazione di un segnale microfonico; - almeno un microfono (5) disposto su detto telaio (2), operativamente connesso con l’unità di elaborazione dati (4), detto microfono essendo configurato per ricevere un segnale audio da una predeterminata posizione spaziale rispetto al detto drone per ricerca (1), il detto drone per ricerca (1) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un sistema configurato per localizzare almeno una sorgente (200, 300) di un segnale audio e per elaborare elettronicamente un segnale microfonico comprendente almeno parte del segnale audio ricevuto dal detto almeno un microfono (5) al fine di eseguire la detta localizzazione.
- 2. Drone per ricerca (1) secondo la rivendicazione 1, comprendente almeno un primo microfono (5), un secondo microfono (5) ed un terzo microfono (5) ognuno disposto su detto telaio (2), in particolare su di una rispettiva porzione del detto telaio (2), ed operativamente connesso con l’unità di elaborazione dati, ciascuno di detti primo, secondo e terzo microfono essendo configurati per ricevere un segnale audio da una predeterminata posizione rispetto al detto drone per ricerca (1).
- 3. Drone per ricerca secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui il detto almeno un primo microfono (5) è un microfono direttivo, il detto sistema comprende un’unità di elaborazione dati installata a bordo del drone per ricerca (1) e l’almeno un microfono (5), opzionalmente l’almeno un primo, secondo e terzo microfono (5), è/sono configurato/i per trasmettere un proprio rispettivo segnale microfonico verso l’unità di elaborazione dati (4).
- 4. Drone per ricerca secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui: - l’almeno un microfono (5) è posizionato in una posizione periferica del drone per ricerca (1); opzionalmente, il primo, il secondo ed il terzo microfono (5) sono posizionati, ciascuno, in una rispettiva e distinta posizione periferica del drone per ricerca (1), - il telaio (2) comprende una pluralità di bracci (2b) ed un corpo centrale (2c) dal quale i detti bracci (2b) si dipartono; - l’almeno un microfono (5) è posizionato in una posizione periferica e/o di estremità del detto braccio (2b), opzionalmente in corrispondenza di un’estremità del detto braccio (2b) opposta rispetto all’estremità congiunta con il corpo centrale (2c) del telaio (2); e in cui l’almeno un microfono (5) è rivolto sostanzialmente verso il basso, e/o è configurato per ricevere un segnale audio proveniente da una sorgente che, allorquando il drone per ricerca (1) è in volo, si trova ad una quota inferiore, opzionalmente pari e/o superiore rispetto alla quota alla quale si trova il drone per ricerca medesimo.
- 5. Drone per ricerca secondo la rivendicazione 4, in cui l’almeno un braccio (2b) comprende un puntale di supporto (6) configurato per sostenere almeno parte del drone per ricerca (1) allorquando a terra, e configurato, in uso, per entrare in contatto con il terreno in corrispondenza di una sua posizione d’estremità; il puntale di supporto (6) essendo posizionato in sostanziale corrispondenza del detto almeno un motore (3), e/o essendo posizionato sostanzialmente al di sotto del detto motore (3), ed essendo configurato per sostenerne almeno parzialmente il peso attraverso un supporto sostanzialmente assialmente allineato con il detto motore (3).
- 6. Drone per ricerca secondo una o più delle precedenti rivendicazioni allorquando dipendenti dalla rivendicazione 4, comprendente almeno un supporto motore (3a) installato in sostanziale corrispondenza dell’almeno un motore (3); il supporto motore (3a) è fissato in una predeterminata posizione sul detto braccio (2b); il supporto motore (3a) essendo configurato per accomodare il motore 3 e/o essendo uno smorzatore, opzionalmente passivo, configurato per ridurre e/o abbattere le vibrazioni indotte dall’almeno un motore (3) e/o dall’almeno un rotore (12) sul telaio del drone per ricerca (1).
- 7. Drone secondo una o più delle precedenti rivendicazioni allorquando dipendenti dalla rivendicazione 3, in cui detto drone per ricerca (1), in particolare il sistema configurato per localizzare l’almeno una sorgente (200, 300) di detto segnale audio, comprende un sistema di riduzione attiva di rumore, configurato per ridurre e/o eliminare dal detto segnale microfonico prodotto dall’almeno un microfono (5) una componente di segnale non voluta dovuta al rumore prodotto dall’almeno un motore (3) e/o dal rotore (12); il detto sistema di riduzione attiva di rumore comprende almeno un sensore di riferimento (30), opzionalmente una pluralità di sensori di riferimento (30) pari al numero di bracci (2b) del telaio (2); detto sensore di riferimento essendo configurato per rilevare il rumore prodotto dal detto almeno un motore (3), opzionalmente da un rispettivo motore (3), ed essendo altresì configurato per produrre in uscita un segnale di riferimento trasmesso verso la detta unità di elaborazione dati; il detto sensore di riferimento è un sensore a infrarossi, o un sensore microfonico, o un sensore accelerometrico, o un ESC (Electronic Speed Controller); l’unità di elaborazione dati comprendendo un primo ingresso, hardware o software, per il segnale microfonico proveniente dal detto almeno un microfono (5) ed un secondo ingresso, hardware o software, per il segnale di riferimento proveniente dal detto sensore di riferimento; l’unità di elaborazione dati essendo configurata per sottrarre dal segnale microfonico il detto segnale di riferimento, opzionalmente per sottrarre, per ciascun braccio (2b), il segnale di riferimento del sensore di riferimento installato sul detto specifico braccio (2b) dal segnale microfonico del microfono (5) posizionato sul detto specifico braccio (2b).
- 8. Metodo di ricerca di una sorgente di segnale audio (200, 300), il detto metodo comprendendo: - una fase di sorvolo di una predefinita area di territorio mediante un drone per ricerca (1), detta fase di sorvolo essendo eseguita almeno mediante l’attivazione di almeno un motore (3) del drone per ricerca (1); - una attivazione di almeno un primo microfono (5) del detto drone per ricerca (1) durante almeno la fase di sorvolo, a seguito della quale il microfono (5) trasmette un segnale microfonico verso un’unità di elaborazione dati (4) posizionata a bordo del drone per ricerca (1), - un’elaborazione elettronica di segnali, eseguita per localizzare la posizione di almeno una sorgente (200, 300) di segnali audio, detta elaborazione elettronica di segnali comprendendo almeno una fase di elaborazione dati eseguita sul segnale microfonico prodotto in uscita dal primo microfono (5), detta fase di elaborazione dati determinando una posizione della sorgente (200, 300) di segnali audio in relazione alla posizione assunta dal drone per ricerca (1).
- 9. Metodo secondo la rivendicazione 8, comprendente l’attivazione di almeno tre microfoni (5) del detto drone per ricerca (1), in particolare un secondo ed un terzo microfono in aggiunta a detto primo microfono (5), opzionalmente posizionati in posizioni reciprocamente distinte sul detto drone per ricerca (1), e la fase di localizzazione della posizione dell’almeno una sorgente (200, 300) di segnali audio comprende almeno una fase di elaborazione dati eseguita sul segnale microfonico prodotto in uscita da ciascuno dei detti tre microfoni (5).
- 10. Metodo secondo la rivendicazione 9, in cui la fase di elaborazione elettronica di segnali comprende il calcolo di un tempo di arrivo (TOA i) e potenza (SSi) del segnale microfonico di ciascuno dei detti almeno un primo, secondo e terzo microfono (5) per ottenere un primo, secondo, terzo tempo di arrivo (TOA1, TOA2, TOA3), e una prima, seconda, terza potenza del segnale microfonico (SS1, SS2, SS3); la fase di elaborazione elettronica di segnali comprendendo una comparazione tra il detto primo, secondo e terzo tempo di arrivo (TOA1, TOA2, TOA3) e la detta prima, seconda, terza potenza del segnale microfonico (SS1, SS2, SS3) per determinare elettronicamente la posizione della detta sorgente audio (200, 300) rispetto alla posizione assunta dal detto drone per ricerca (1).
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| Title |
|---|
| MEYSAM BASIRI ET AL: "Robust acoustic source localization of emergency signals from Micro Air Vehicles", INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS (IROS), 2012 IEEE/RSJ INTERNATIONAL CONFERENCE ON, IEEE, 7 October 2012 (2012-10-07), pages 4737 - 4742, XP032287454, ISBN: 978-1-4673-1737-5, DOI: 10.1109/IROS.2012.6385608 * |
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