XX International Symposium of Electrical Engineering "SIE 2023"

XX International Symposium of Electrical Engineering

SIE 2023

Proposal of hardware and software architectures for autonomous surface vehicle, based on open technology

Autonomous surface vehicles (ASVs) have revolutionized the research and management of water bodies, spanning rivers, lakes and coastal regions. They eliminate the need for human operators to confront potentially hazardous environments, ensuring long continuous missions for optimal data collection. ASVs have significantly reduced operating costs compared to their manned counterparts, for coverage of similar areas. Equipped with a variety of sensors, cameras and communication systems, these vehicles allow real-time monitoring of critical variables such as pH, dissolved oxygen, turbidity, temperature, salinity, nutrient levels and contaminants. Despite the countless advantages, the high costs associated with ASV technology can represent a financial barrier, especially for small institutions or researchers in underdeveloped regions. This research presents the hardware and software architectures adopted by the Automation, Robotics and Perception Group of the UCLV for the development of ASV. Leveraging open technologies available on the market, these designs integrate various sensors and algorithms to improve operational reliability. A description of two ASVs is provided and their capabilities to accomplish missions related to monitoring near-water surface air quality and water quality parameters are evaluated. The presence of this technology and its versatility when it comes to integrating new sensors opens the way to numerous applications in both marine and freshwater ecosystems.

Los vehículos autónomos de superficie (ASV) han revolucionado la investigación y gestión de masas de agua, abarcando ríos, lagos y regiones costeras. Eliminan la necesidad de que operadores humanos enfrenten entornos potencialmente peligrosos, lo que garantiza misiones continúas prolongadas, para una recopilación de datos óptima. Los ASV tienen costos operativos significativamente reducidos en comparación con sus contrapartes tripuladas, para el cubrimiento de áreas similares. Equipados con una variedad de sensores, cámaras y sistemas de comunicación, estos vehículos permiten el monitoreo en tiempo real de variables críticas como pH, oxígeno disuelto, turbidez, temperatura, salinidad, niveles de nutrientes y contaminantes. A pesar de las innumerables ventajas, los altos costos asociados con la tecnología ASV pueden representar una barrera financiera, especialmente para instituciones pequeñas o investigadores en regiones subdesarrolladas. Esta investigación presenta las arquitecturas de hardware y software adoptadas por el Grupo de Automatización, Robótica y Percepción de la UCLV para el desarrollo de ASV. Aprovechando las tecnologías abiertas disponibles en el mercado, estos diseños integran varios sensores y algoritmos para mejorar la confiabilidad operativa. Se ofrece una descripción de dos ASV y se evalúan sus capacidades para cumplir misiones relacionadas con el monitoreo de parámetros de calidad del aire cerca de la superficie del agua y de calidad del agua. La presencia de esta tecnología y su versatilidad a la hora de integrar nuevos sensores abre el camino a numerosas aplicaciones tanto en ecosistemas marinos como de agua dulce.

About The Speaker

Alain Sebastián Martínez Laguardia

Ph. D. Alain Sebastián Martínez Laguardia

UCLV Flag of Cuba

Discussion

Practical Info
Spanish / Español
November 13, 2023 5:48 PM
1 minute
Virtual
Authors
Ph. D. Alain Sebastián Martínez Laguardia
Keywords
air-quality
arquitectura de hardware
arquitectura de software
autonomous surface vehicles
calidad del aire
hardware architecture
open technology
software architecture
tecnología abierta
vehículos autónomos de superficie
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