Estudo de métodos para detecção de torres e posicionamento de multirrotores: aplicação de VANT em inspeções de sistemas de energia

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Ferraz, Matheus Fellype
• Orientador(a): Wehrmeister, Marco Aurélio
• Banca de defesa: Fabro, Joao Alberto , Becker, Leandro Buss , Wehrmeister, Marco Aurélio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Energia elétrica - Transmissão; Linhas elétricas aéreas - Inspeção; Sensoriamento remoto; Sensores; VANT (Veículo Aéreo Não-Tripulado); Electric power transmission; Electric lines - Overhead - Inspection; Remote sensing; Sensors; UAVs (Unmanned aerial vehicles)
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26643

Inspeções de torres de energia devem ser realizadas de maneira rotineira, mas que ainda é muitas vezes realizada de forma manual, acarretando em riscos para os técnicos envolvidos no processo. Os avanços nas áreas de Veículos Aéreos Não-Tripulados (VANT)s permitem atualmente que essa tarefa seja realizada com o uso dessas aeronaves, com o uso de sensores embarcados e com as aeronaves sendo pilotadas manualmente. Embora teoricamente seja possível automatizar esse processo, existem algumas barreiras que impedem que o funcionamento autônomo seja completamente confiável, entre elas, a correta detecção e desvio de obstáculos, e a necessidade de um posicionamento de precisão redundante em caso de falhas nos sensores. O objetivo desse trabalho é estudar ferramentas e métodos focados na solução das questões de detecção da torre e posicionamento. Para isto, serão avaliados sensores de baixo-custo que podem ser facilmente embarcados nas aeronaves, e dois métodos para complementar a confiabilidade de posicionamento de aeronave no contexto de inspeção de torres de energia elétrica: um método de posicionamento utilizando uma AR-Tag como referencial externo, e um método de detecção e orientação em relação à torres usando sensores LiDAR planares e aprendizado de máquina. Os resultados mostram que a detecção de obstáculos comumente encontrados no ambiente de torres de energia é possível com os sensores de baixo-custo avaliados. Os métodos de posicionamento propostos, embora necessitem ser aprimorados, também geraram resultados promissores, como uma precisão com o uso das tags superior à de um GPS comum, e uma alta taxa de acertos na identificação de torres apenas com a amostra de LiDAR. Esses métodos, se aperfeiçoados, podem se mostrar úteis para a realização da inspeção de maneira mais segura e eficiente.