Autonomous aeromagnetic surveys using a fluxgate magnetometer
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Artigo de periódico
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Levantamentos aeromagnéticos autônomos usando um magnetômetro fluxgate
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Resumo
Recent advances in the research of autonomous vehicles have showed a vast range of
applications, such as exploration, surveillance and environmental monitoring. Considering the
mining industry, it is possible to use such vehicles in the prospection of minerals of commercial
interest beneath the ground. However, tasks such as geophysical surveys are highly dependent on
specific sensors, which mostly are not designed to be used in these new range of autonomous vehicles.
In this work, we propose a novel magnetic survey pipeline that aims to increase versatility, speed and
robustness by using autonomous rotary-wing Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). We also discuss the
development of a state-of-the-art three-axis fluxgate, where our goal in this work was to refine and
adjust the sensor topology and coupled electronics specifically for this type of vehicle and application.
The sensor was built with two ring-cores using a specially developed stress-annealed CoFeSiB
amorphous ribbon, in order to get sufficient resolution to detect concentrations of small ferrous
minerals. Finally, we report on the results of experiments performed with a real UAV in an outdoor
environment, showing the efficacy of the methodology in detecting an artificial ferrous anomaly.
Abstract
Avanços recentes na pesquisa de veículos autônomos mostraram uma vasta gama de
aplicações, como exploração, vigilância e monitoramento ambiental. Considerando o
indústria de mineração, é possível utilizar tais veículos na prospecção de minerais de interesse comercial
interesse abaixo do solo. No entanto, tarefas como levantamentos geofísicos são altamente dependentes de
sensores específicos, que na sua maioria não foram concebidos para serem utilizados nesta nova gama de veículos autónomos.
Neste trabalho, propomos um novo pipeline de levantamento magnético que visa aumentar a versatilidade, velocidade e
robustez usando veículos aéreos não tripulados (UAVs) autônomos de asa rotativa. Também discutimos o
desenvolvimento de uma fluxgate de três eixos de última geração, onde nosso objetivo neste trabalho foi refinar e
ajustar a topologia do sensor e a eletrônica acoplada especificamente para este tipo de veículo e aplicação.
O sensor foi construído com dois núcleos em anel usando um CoFeSiB recozido sob tensão especialmente desenvolvido
fita amorfa, a fim de obter resolução suficiente para detectar concentrações de pequenos metais ferrosos
minerais. Finalmente, relatamos os resultados de experimentos realizados com um UAV real em ambiente externo.
ambiente, mostrando a eficácia da metodologia na detecção de uma anomalia ferrosa artificial.
Assunto
Robôs Móveis, Magnetômetro, Veículos Autônomos
Palavras-chave
Mobile Robots, Magnetometers, Automated vehicles
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https://www.mdpi.com/1424-8220/16/12/2169