Planejamento online de caminhos por cobertura através de meta-heurística

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Biundini, Iago Zanuti
• Orientador(a): Marcato, André Luís Marques
• Banca de defesa: Conceição, Andre Gustavo Scolari , Haddad, Diego Barreto , Aguiar, Eduardo Pestana de , Silva Junior, Ivo Chaves da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Faculdade de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Planejamento de caminho por cobertura; Meta-heurística; VANT; Coverage path planning; Metaheuristic; UAV
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://doi.org/10.34019/ufjf/te/2022/00008; https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14038

Diferentes aplicações práticas com Veículos Aéreos Não Tripuláveis (VANTs) surgiram nos últimos anos, exigindo inspeções periódicas e detalhadas para verificar possíveis alterações estruturais. As inspeções usando veículos aéreos não tripulados VANTs devem minimizar o tempo de voo devido às restrições de tempo da bateria e identificar as características topográficas do terreno ou estruturas. Nesse sentido, o Planejamento do Caminho de Cobertura (CPP) visa encontrar o melhor caminho para a cobertura de uma determinada área respeitando as restrições da operação. As informações fotométricas do terreno são usadas para criar rotas ou mesmo refinar caminhos já criados, além de possibilitar diversos tipos de análises de imagens. Portanto, a principal contribuição desta pesquisa é o desenvolvimento de uma metodologia que utiliza um algoritmo meta-heurístico para criar missões otimizadas que buscam equilibrar dois objetivos conflitantes: tempo da missão e qualidade das imagens visando reconstruções 3D. A técnica foi aplicada tanto em um cenário simulado quanto em um ambiente real para verificar sua eficácia, buscando a aplicação de diversas técnicas meta-heurísticas e uma análise estatística sobre os resultados encontrados. Além disso o algoritmo foi aplicado nos mais diversas estruturas, tanto em taludes como em regiões a serem investigadas, através de sensores ativos como Lasers e mapas fornecidos de maneira offline através de point cloud e digital elevation model. Os resultados mostraram que o algoritmo foi capaz de criar missões otimizadas, equidistante a superfície e com todos os critérios de CPP sendo atendidos com equilíbrio dos objetivos de tempo e fotometria em comparação com outros algoritmos. Além disso, existe a possibilidade de controlar os dois objetivos propostos, visando aumentar a qualidade da reconstruções tridimensional e o tempo da missão.