Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40994
Título: Sensor de identificação de solda por fusão de dados para robô inspetor de vasos de pressão da indústria de petróleo e gás
Título(s) alternativo(s): Data fusion-based weld seam sensor for pressure vessel inspection robot in the oil and gas industry
Autor(es): Dalmedico, Nicolas
Orientador(es): Oliveira, Andre Schneider de
Palavras-chave: Robôs móveis
Vasos de pressão - Inspeção
Testes não-destrutivos
Indústria petrolífera - Equipamento e acessórios - Manutenção e reparos
Visão por computador
Sistemas difusos
Soldagem
Mobile robots
Pressure vessels - Inspection
Nondestructive testing
Petroleum industry and trade - Equipment and supplies - Maintenance and repair
Computer vision
Fuzzy Systems
Welding
Data do documento: 14-Jul-2026
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: DALMEDICO, Nicolas. Sensor de identificação de solda por fusão de dados para robô inspetor de vasos de pressão da indústria de petróleo e gás. 2026. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2026.
Resumo: Estruturas metálicas grandes, como tanques no setor de petróleo e gás, necessitam de inspeções recorrentes a fim de assegurar sua integridade e evitar acidentes de proporções extremas. Ensaios não-destrutivos (END) por ultrassom sobre os cordões de solda são os métodos mais utilizados para realização de tais inspeções pois permitem adquirir informação detalhada do perfil de solda da estrutura metálica de modo prático. Devido ao ambiente inóspito e ao tamanho das estruturas a serem inspecionadas, utilizar um robô para realizar a inspeção torna o processo muito mais seguro, e permite a inspeção durante operação, ou seja, com a estrutura inspecionada em funcionamento. Um robô inspetor necessita seguir um cordão de solda com precisão enquanto aplica o instrumento de END, e para isso conta com sensores como câmeras e sensores 3D para reconhecer o cordão e permitir ao operador a condução correta da inspeção. Esta tese discorre sobre a construção de um robô escalador para inspeção de solda, e detalha um sistema inovador de sensoriamento composto utilizando dados de nuvens de pontos obtidos de uma câmera 3D e um sensor de perfil para identificação do cordão de solda. Inferências sobre a posição, orientação e largura do cordão de solda são realizadas a partir dos dados da câmera 3D através de técnicas como Ransac e regressão ponderada. As mesmas características também são inferidas através do sensor de perfil, e ambas as inferências servem como entrada de um sistema Fuzzy de fusão para identificar o cordão de solda de modo robusto, apresentado em uma representação em grade 3D do espaço à frente do robô, destacando o cordão ao operador. A avaliação destes sistemas é detalhada através de ensaios qualitativos em diversos cenários e os resultados apontam um erro máximo de 2 mm para posição e de 2 graus para orientação em uma chapa de tanque real.
Abstract: Large metallic structures, such as tanks in the oil and gas sector, require recurring inspections to ensure their integrity and prevent catastrophic accidents. Ultrasonic Non-Destructive Testing (NDT) of weld seams is a commonly used method for such inspections, as it allows for the practical acquisition of detailed information regarding the structure’s weld profile. Given the harsh environment and the size of the structures involved, robotic inspection significantly enhances safety and allows the process to be carried out while the structure remains in service while being inspected. An inspection robot must precisely follow the weld seam while applying the NDT instrument. To achieve this, it relies sensors such as cameras and 3D profile sensors to recognize the seam and assist the operator in conducting the inspection correctly. This thesis presents the construction of a climbing robot designed for ultrasonic weld inspection, and introduces an innovative composite sensing system that uses point cloud data from a 3D camera and a profile sensor to identify the weld seam. Inferences regarding the weld seam’s position, orientation, and width are derived from the 3D camera data using techniques such as RANSAC and weighted regression. These same characteristics are also inferred via the profile sensor, and both sets of inferences are used as inputs for a fuzzy fusion system that robustly identifies the weld seam; the result is displayed in a 3D grid representation of the space ahead of the robot, highlighting the seam for the operator. The evaluation of these systems is detailed through qualitative analysis across several scenarios, achieving an error of 2 mm for position and 2 degrees for orientation on a real oil tank plate.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40994
Aparece nas coleções:CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
sensoridentificacaosoldarobo.pdf12,8 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir


Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons Creative Commons