Seguimiento de Blancos Aereos Mediante Sistema Optico
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Author(s):
Eduardo de Diego Custodio - Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)
Industry:
Research, Government/Defense
Products:
Accessories and Cables, Measurement Studio, Vision Development Module
The Challenge:
El uso de plataformas comerciales para el seguimiento de blanco aéreos mediante sistemas pasivos implica un gran desembolso de capital. Poder desarrollar un sistema de este tipo de bajo coste, ha sido uno de los objetivos del Laboratorio de Detectabilidad del INTA.
The Solution:
Las herramientas tanto hardware como software que National Instrument ofrece para la captura y procesado de imágenes de vídeo, además de módulos complementarios como Measurement Studio Enterprise, permite un rápido desarrollo a un coste relativamente bajo.
"La utilización de los elementos tanto hardware, como software que ofrece National Instruments, ha permitido al Laboratorio de Detectabilidad del INTA, la realización de un sistema de seguimiento óptico de blancos aéreos, con un resultado preciso y profesional a un bajo coste, y con un tiempo de desarrollo relativamente bajo"
La realización de medidas radar de alta resolución, HRRP, de blancos aéreos móviles requiere un sistema de posicionamiento preciso, bien de manejo manual o automático. Además, el sistema de control no debe interferir con la medida que se está realizando.
En el mercado existen multitud de sistemas de seguimiento, tanto activos como pasivos pero con precios del orden de cientos de miles de euros y superiores, importes poco asequibles, cuando se está trabajando con demostradores y prototipos de laboratorio.
Por estas razones, se ha optado por el diseño y fabricación de un sistema de posicionamiento óptico de bajo coste con movimientos en azimut y elevación, que permita cubrir las necesidades del Laboratorio de Detectabilidad del INTA, para la utilización en un demostrador radar para realizar medidas de perfiles de alta resolución HRRP.
Hardware
El sistema consta de una plataforma móvil, que permite movimientos en elevación y azimut, en la cual, se ha situado una antena para la realización de las medidas radar, solidaria con una cámara de video, alineada con el eje de medida de la antena. La plataforma se mueve gracias a dos motores del tipo paso a paso (elevación y azimut) con sus correspondientes reductoras, para obtener pares de fuerza elevados, debido principalmente al peso de la antena, que para este caso se trata de una parábola de 66 cm de diámetro. Para el control de los motores se ha utilizado dispositivos comerciales optimizados para este tipo de elementos. El envío de comandos a los controladores, se realiza a través de dos líneas serie RS-232. La gestión del sistema se realiza mediante un PC industrial, en el cual se ha instalado además una tarjeta capturadora de vídeo PCI-1411, conectada a la cámara de guiado, lo que permite adquirir las imágenes para, tras un procesado actuar sobre los controladores de los motores. El diagrama de bloques del sistema es mostrado en la figura 1.
Conectado al PC, se ha dispuesto un joystick, lo que va a permitir un control manual de la plataforma, asistido mediante la imagen capturada por la cámara y que es visualizada en la pantalla del PC.
Software
El desarrollo del software de adquisición y control, se ha realizado bajo Visual Basic 6.0, utilizando las herramientas de National Instruments Measurement Studio Enterprise, NI IMAQ, y NI VISION, lo cual permite una rápida implementación.
La aplicación se ha dividido en dos módulos, uno, que permite el control manual de la plataforma, y otro para realizar un control automático. El cambio de un módulo a otro, se realiza mediante los pulsadores del joystick.
Para el diseño del control automático se ha hecho uso del software NI Vision, el cual ha permitido un desarrollo rápido en cuanto al procesado de la imagen capturada. Una vez seleccionado el tipo de procesado a utilizar, se han exportado las funciones utilizadas a Visual Basic 6.0, mediante los ActiveX de NI IMAQ.
Para la realización del interface gráfico, se ha hecho uso de la completa biblioteca de ActiveX incluida en el Measurement Studio Enterprise. La utilización de estos controles permite un acabado del interface con un aspecto profesional e intuitivo, además de la ventaja de un rápido desarrollo del mismo.
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