Objetivos

El presente proyecto pretende realizar una investigación industrial con la que se adquirirán nuevos conocimientos con el que se diseñará un nuevo proceso autónomo para el mantenimiento de las plantas solares. Como resultado del proyecto, se obtendrá un prototipo que será validado en un entorno pertinente. Para evitar el uso de herbicidas que tienen alto impacto medioambiental además de elevado coste en el uso continuado, la alternativa óptima que se baraja en este proyecto es estudiar y diseñar un dispositivo dotado con un sistema de navegación autónomo y sensores redundantes (visuales y estadounidenses) que le permitan navegar de manera segura por la instalación solar mientras corta la vegetación y la recolecta sin intervención humana.

Es por tanto el objetivo principal del proyecto la investigación sobre las tecnologías para realizar el necesario control de la vegetación en grandes instalaciones fotovoltaicas, de forma robotizada y autónoma, con unas emisiones mínimas de polvo y partículas, a un coste inferior a las actuales operaciones manuales o tripuladas.

Para alcanzar ese objetivo general se han planteado los siguientes objetivos técnicos específicos:

• Diseño y desarrollo implemento de corte con recogida de biomasa en la misma pasada, con estimación del ancho óptimo de labor, y mínima emisión de polvo y partículas.
• Diseño y desarrollo de la plataforma robotizada, para el manejo del implemento de corte y recogida de biomasa. Cálculo de la potencia óptima.
• Diseño y desarrollo de la plataforma robotizada autónoma, con capacidad de giro 0 y gran capacidad de maniobra.
• Diseño y desarrollo de la plataforma robotizada, con capacidad de operación autónoma, con independencia de las condiciones climáticas e iluminación, y con capacidad de operación nocturna.
• Diseñar un sistema de visión artificial y de computación adaptativa, para que el prototipo a desarrollar sea capaz de detectar obstáculos y planificar/replanificar la ruta.
• Validación de sistema en entorno controlado.
• Validación de sistema en un entorno operativo (campo). (Lo que supone llegar a alcanzar un TRL 7).

Tareas realizadas

Para llegar a cabo los objetivos anteriormente descritos se planteó un plan de trabajo que se extendió desde octubre de 2021 a diciembre de 2023, y que se puede resumir en:

• Múltiples reuniones de trabajo del equipo del proyecto, formado por personal de EDP y de las empresas colaboradoras
• Análisis de requisitos y especificaciones
• Definición y diseño conceptual del sistema
• Investigación tecnológica y selección de componentes
• Diseño conceptual implemento desbroce y recogida
• Ingeniería detalle implemento desbroce y recogida
• Construcción y ensamblaje implemento desbroce y recogida
• Ajustes y puesta en marcha implemento desbroce y recogida
• Estudio del estado de la técnica y selección de infraestructura de visión en el dominio
• Diseño de la capa de interoperabilidad entre el planificador de rutas global y el sistema local
• Sistema inteligente para la detección de obstáculos y re-planificación de ruta
• Integración con la plataforma robótica
• Ajustes, pruebas y validación del sistema
• Diseño y desarrollo del subsistema de comunicaciones
• Diseño y desarrollo del software del subsistema de control
• Integración con el resto de subsistemas
• Ajustes, pruebas y validación en entorno controlado
• Ajustes y pruebas en entorno relevante
• Análisis de resultados y conclusiones de la investigación

Etapas del proyecto

Las etapas del proyecto se definen a continuación: 

• Definición estratégica del sistema
• Subsistema de desbroce y recogida
• Subsistema de guiado y detección de obstáculos 
• Subsistema de control
• Pruebas y validación 

Resultados obtenidos

El resultado previsto con todas estas pruebas de los sensores, GPS, LiDARs y planificador es el desarrollo de un sistema de navegación autónoma que permita la creación de zonas de corte de vegetación mediante el software desarrollado. Una vez que está creada la zona de corte, se generan las trayectorias exteriores e interiores.

A continuación, se envía toda la información a la máquina y esta ejecuta la ruta perfectamente.

En una de las pruebas grabadas, se experimentó una desviación que dependió de la orientación de la máquina.

En esta prueba, una de las finales, se crearon cuatro zonas, se generaron las trayectorias para las cuatro zonas y la máquina tenía que pasar de una zona a otra, realizando todas las zonas, navegando autónomamente. En esta prueba surgió un problema que parece deberse a la sincronización entre SVMAC y CTIC. Finalmente, estos problemas acabaron solucionándose y se ejecutaron otras pruebas.

Se realizó, por último, una prueba quitando la conexión a internet de la máquina, resultando exitosa también.

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