Stabilirea arhitecturii sistemului aerian integrat scalabil pentru realizarea misiunilor:

Propunem un sistem format din doi vectori aerieni într-o strategie bazată pe un mic quad echipat doar cu trei senzori (multispectral, VIS, IR) și al doilea vector octorotor cu capacități de transport aerian echipat cu sisteme de aplicare a tratamentului fitosanitar. Acest sistem de vectori aerieni beneficiază de progresul tehnologic pentru reducere și performanță (adică o rezistență mai mare, dar și o capacitate de transport mai bună a sarcinii utile), de un set mai bun de indicatori de performanță (adică anduranță, viteză) dar și de un impresionant raport sarcină utilă.

Colectarea datelor se realizează cu o platformă de tip microcopter capabilă să transporte simultan cei trei senzori (Multispectral, VIS, Thermo). Localizarea imaginilor se bazează pe sistemul GPS RTK (cinematic în timp real), care primește date de corectare a poziției, precum și informații despre modelul de teren 3D din norul topografic. Imaginile colectate sunt transferate în timp real către stația de comandă și control.

Rezumatul activităților realizate în perioada de implementare aferentă Etapei 2/2023

Proiectul IASIMPAH cuprinde trei etape de realizare. Pentru Etapa 2/2023 partenerii de proiect au realizat dezvoltarea și realizarea modelelor de laborator pentru subsistemele IASIMPAH, precum și definitivarea echipării specifice modelului funcțional integrat IASIMPAH.

Acest demers a vizat: dezvoltarea și execuția modelului de laborator al platformei aeriene adaptată misiunilor IASIMPAH; dezvoltarea și execuția stației de sol C3L și a sistemului de senzori inovativi; dezvoltarea și execuția modelelor de laborator pentru sistemul de comunicații și sistemul de achizițiiși de interpretare a datelor; echiparea modelului funcțional- platforma aeriană; echiparea stației de sol și a platformei aeriene cu senzori multispectrali inovativi; echiparea sistemului de monitorizare și sistemului de achiziții de date specifice aplicațiilor IASIMPAH.

Prezentarea modelului de laborator al platformei aeriene adaptată misiunilor

Proiectarea modelului de laborator al platformei aeriene a avut în vedere ca aceasta să fie capabilă să poată transporta o încărcătura utila de 10l, într-un rezervor special adaptat. Plecând de la acestă cerință au fost desfășurate următoarele activități de proiectare și realizare fizică a modelului după cum urmează:

• Alegerea motoarelor și a elicilor aferente;

• Determinarea configurației geometrice a multicopterului. Asamblarea modelului de laborator;

• Alegerea rezervorului, pompei și a sistemului de pulverizare. Asamblarea modelului de laborator

• Alegerea autopilotului și integrarea acestuia în sistemul aerian;

.

Prezentarea stației de sol C3L și a sistemului de senzori inovativi

Senzori inovativi: Senzori pentru nitriti

Senzorul pentru nitriti și montajul demonstrator:

În figura 17 este prezentat tipul de senzor electrochimic folosit și marcat în montajul electronic cu U1.

Principalele caracteristici ale senzorului sunt:

- membrana activă: CNT-Chit-FePc;

- substrat: celula electrochimică comercială tip DRP-C110;

- grosimea stratului activ: ~ 200 nm;

- aria stratului activ: ~ 10 mm2;

- selectivitate: nitriți;

- limita de detecție: ~ 0.2 µM.

Celula electrochimică este formată din:

- electrod de lucru: Carbon (4 mm diametru) – această zonă este acoperită cu CNT-Chit-FePc;

- electrod auxiliar: carbon;

- electrod de referință: argint.

Acesti senzori au fost valorificati prin realizarea unui montaj demonstrator, prezentat în figura 18.

Raport final al proiectului IASIMPAH

Proiectul IASIMPAH (Sistem aerian integrat pentru monitorizare inteligentă și aplicații de agricultură de precizie dedicată recoltelor horticole) a avut ca scop dezvoltarea și implementarea unei soluții inovative pentru monitorizarea și gestionarea agroecosistemelor pomicole. Proiectul s-a desfășurat în două etape principale: finalizarea și testarea sistemului de zbor în condiții de laborator și teren, urmate de testarea sistemului integrat în livada pomicolă a Universității Lucian Blaga din Sibiu.
 Etapa 1: Finalizarea și Testarea Sistemului de Zbor
În această etapă, echipa a configurat și calibrat autopilotul Pixhawk Cube Orange 2 folosind firmware-ul Arducopter și software-ul Mission Planner. Procesul a inclus:
- Calibrarea senzorilor inerțiali: accelerometrele, giroscopul și busola, asigurând măsurători precise ale accelerației și orientării.
- Teste de banc pentru verificarea răspunsului sistemului la comenzi și utilizarea simulatorului STIL pentru testarea algoritmilor de zbor.
 Etapa 2: Testarea Sistemului Integrat
Testarea s-a realizat în ferma didactică Rusciori, unde au fost efectuate misiuni de monitorizare a câmpului experimental pomicol. Sistemul de monitorizare aeriană, alcătuit din UAV și o cameră multispectrală, a colectat date stocate și analizate pe o platformă sinergică integrată în stația de control la sol. Analiza s-a concentrat pe patru indici de vegetație (GNDVI, LCI, NDRE, NDVI, OSAVI), identificând zone vulnerabile și factorii de stres pentru elaborarea soluțiilor de corectare.
Rezultatele Proiectului
- Monitorizarea aeriană: S-a demonstrat utilitatea acesteia în evaluarea sănătății vegetației și identificarea timpurie a factorilor de stres.
- Eficiența utilizării resurselor: Tehnologia a permis aplicarea precisă a substanțelor chimice, reducând utilizarea acestora și îmbunătățind eficiența.
- Creșterea productivității: Implementarea sistemului IASIMPAH a contribuit la creșterea producției și obținerea de recolte mai sănătoase prin management performant și protecția mediului.
Proiectul a atins obiectivul de a îmbunătăți managementul agroecosistemelor pomicole prin dezvoltarea unei tehnologii avansate de monitorizare și aplicare precisă a inputurilor. Stația de control la sol și UAV-ul pentru horticultura inteligentă au fost testate și validate, demonstrând viabilitatea și eficacitatea soluției propuse .