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Título: Implementação de um sistema de controle para seguimento de linhas de transmissão utilizando um VANT
Autor(es): Martins, Vitor Abreu
Orientador: Sarcinelli Filho, Mário
Data do documento: 30-Out-2015
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Este projeto tem como objetivo desenvolver um supervisório baseado em visão para um veículo aéreo não tripulado (VANT) miniatura, que envia parâmetros para o controlador dinâmico do VANT permitindo que o mesmo consiga acompanhar linhas de transmissão. O caminho a ser seguido pode ser interpretado como uma linha reta que eventualmente muda de direção (em relação ao plano xy no chão) e de altitude. Os parâmetros de entrada do controlador dinâmico do VANT dependem em qual das três etapas que o supervisório estiver (dentre as opções ''Seguimento de Linha'', ''Posicionamento'' e ''Ajuste de Guinada'') e do posicionamento tridimensional e da orientação do VANT em relação à linha de transmissão. Uma câmera à bordo do robô, apontada para baixo, é utilizada para identificar as linhas de transmissão através de processamento das imagens. As linhas de transmissão são detectadas como segmentos de reta nas imagens. Esses segmentos de reta são utilizados para encontrar o posicionamento tridimensional do VANT em relação à linha de transmissão, bem como para realizar a troca de etapas do supervisório. No projeto é apresentado o processo de visão utilizado e descrito como o VANT é localizado em relação à linha de transmissão. Também são apresentados os modelos dinâmicos dos veículos utilizados, helicóptero e quadrimotor, e os controladores dinâmicos utilizados pelo supervisório. Por fim, são mostrados exemplos de simulações e experimentos, os quais validam a estrutura proposta.
This work has as objective to develop a vision-based supervisory system to a miniaturized unmanned aerial vehicle (UAV), which sends parameters to the dynamic controller of the UAV, in order to allow it to follow a transmission line. The path to be followed is a straight line that eventually changes its direction (in terms of the XY plane, located in the ground) and its altitude. The input parameters of the dynamic controller of the UAV depend on the phase the supervisory system is in (the options are “Line Following”, “Positioning” and “Yaw Adjustment”) and on how the UAV is positioned and oriented with respect to the transmission line. A camera onboard the vehicle, pointed downwards, is used to identify the transmission lines through processing the images the UAV acquires. The transmission lines are detected as line segments in the image, which are used to get the 3D position of the UAV with respect to the line and to change the phase of the supervisory system as well. The work presents the visual subsystem and describes how the UAV is located with respect to the line. The dynamic models of the UAVs used, helicopter and quadrotor, and the dynamic controllers used are also presented. Finally, simulated examples and experiments are shown, where theUAV have to follow a path similar to a transmisson line. The UAV completed the proposed path, which validate the proposed framework.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9657
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