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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38335| Título: | Proposta de um sistema de localização, posicionamento e movimentação para aplicação em VANTS autônomos de inspeção de tubulações aparentes não mapeadas |
| Título(s) alternativo(s): | Proposal of a localization, positioning and movement system for application in autonomous UAVs for inspection of unmapped apparent pipes |
| Autor(es): | Schneider, Guilherme Hideki Takahashi |
| Orientador(es): | Wehrmeister, Marco Aurélio |
| Palavras-chave: | Drone Robótica Indústria petrolífera - Equipamento e acessórios Tubulação Processamento de imagens Drone aircraft Robotics Petroleum industry and trade - Equipment and supplies Piping Image processing |
| Data do documento: | 3-Jul-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | SCHNEIDER, Guilherme Hideki Takahashi. Proposta de um sistema de localização, posicionamento e movimentação para aplicação em VANTS autônomos de inspeção de tubulações aparentes não mapeadas. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia da Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024. |
| Resumo: | A utilização de VANTs na indústria petrolífera vem crescendo e ajudando a diminuir custos, aumentando agilidade e segurança. Operações como limpeza e inspeção são apenas exemplos das diversas tarefas que a aplicação de VANTs pode ser benéfica. Esse trabalho tem intuito de apresentar uma arquitetura que um VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado) capaz de reconhecer a tubulação, percorrendo sua extensão e gerando um mapa dela. Para isso, o VANT é posicionado em um ponto da tubulação onde ele consiga reconhece-la. Então ele percorre a tubulação sem percorrer o mesmo trecho duas vezes ou mais capturando informações da tubulação que são usadas para criar um mapa dela baseando-se na própria movimentação e distância em relação ao centro da tubulação. Ao final, ele voltar para o ponto de partida com o mapa da tubulação. Para realizar essas tarefas, alguns desafios precisam ser superados, dentre eles: o posicionamento; a movimentação e o mapeamento. Para resolver esses três desafios, no contexto de dutos aparentes de transporte de derivados de petróleo e gás, a arquitetura proposta utiliza: (a) um algoritmo de posicionamento relativo a interpretação da imagem obtida da câmera embarcada; (b) um algoritmo de posicionamento global, como o GPS; (c) um algoritmo de movimentação para cada um dos tipos de posicionamento; e (d) uma heurística para reconhecer os ramos já percorridos da tubulação. Os resultados obtidos em ambientes simulados, que foram criados para validação dessa arquitetura, mostraram valores de distância percorrida menores do que duas vezes a distância da tubulação. O tempo de execução é fortemente relacionado ao número de curvas e ramificações da tubulação que, por sua vez, estão relacionados ao tempo de estabilização do VANT quando uma tomada de decisão precisa ser feita e gerar mapas que podem ser utilizados posteriormente para outras aplicações, com erros menores que 1 metro. |
| Abstract: | The UAVs usage in the oil industry has been growing and helping to reduce costs, increase agility and safety. Operations such as cleaning and inspection are just two of the many tasks in wich the UAVs usage can be beneficial. This work aims to present an architecture that a UAV (Unmanned Aerial Vehicle), positioned at a point in the pipeline can recognize it, navigate through it completely, without traveling through the same pipeline twice and return to the starting point having constructed a full map of the pipeline, based on its own movement and distance in relation to the center of the pipeline. To carry out these tasks, some challenges need to be overcome, including: positioning; movement and mapping. To solve these three challenges, in the context off apparent pipelines transporting oil and gas derivates, the propoused architecture uses: (a) a positioning algorithm related to the interpretation of the image obtained from the onboard camera, (b) a global positioning algorithm, such as GPS, (c) a movement algorithm based on each type of positioning and (d) a heuristic to recognize the already traveled branches of the pipeline. The results obtained in simulated environments created to validate this architecture returned values of distance traveled less than twice the size of the pipeline. The execution time ir strongly related to the number of curves and branches of the pipeline, which turns out are related to the stabilization time of the UAV when decisions needs to be made and generate maps that can be used later for other applications, with less then 1 meter errors. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38335 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia de Computação |
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