Veículo aéreo não tripulado com fotogrametria com sistema para irradiação de pontos com câmera e tecnologia Real Time Kinematic

RESUMO

Um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT), comunmente utilizado para Fotogrametria, tendo um sistema adaptado para irradiação de pontos e tecnologia Real Time Kinematic (RTK) pode ser um redutor considerável de custo, tempo, e dificuldades diversas na execução de grandes levantamentos, no levantamento de pontos inacessíveis e para georreferenciamento. O objetivo é o desenvolvimento de um protótipo que controlado a distância por meios eletrônicos e computacionais seja capaz de realizar a coleta de imagens, pontos irradiados e pontos coletados pelo sistema GPS/GNSS RTK, e realizando a correção instantânea de ambos por um sistema UHF. Essa proposta agrega novas tecnologias para os trabalhos topográficos geodésicos ou de simples monitoramento. Esses dados poderam ser analizados e comparados para garantir a acurácia necessária e a confiabilidade do sistema.

Palavras-chave: Veículo Aéreo Não Tripulado. Topografia. Georreferenciamento. Geodésia.

INTRODUÇÃO

Desde o princípio da humanidade até os dias atuais  o homem tem a necessidade de conhecer o lugar onde vive, por diversas questões como orientação, navegação, construção, sobrevivência, etc. Os egípicios possuiam ferramentas como esquadro e fio de prumo antes do ano 2000 A.C. Historiadores afirmam que os primórdios já faziam mapas mesmo antes de terem desenvolvido a escrita. Com o passar do tempo as técnicas e equipamentos foram evoluindo, acompanhando os avanços técnológicos.

Hoje temos Estação Total, GPS/GNSS RTK e Vant´s voando por todo espaço aéreo, a soma destas tecnologias aparenta - se de grande utilidade, economia e segurança na execução de uma ampla gama de trabalhos.

MATERIAIS E MÉTODOS

Fotogrametria. Têm por objetivo realizar medições através do uso de fotografias para elaboração de mapas topográficos, planialtimétricos e geodésicos.

Irradiação. Uma vez demarcado o contorno da superfície a ser levantada, o método consiste em localizar um ponto como na fig. 1, estratégico, dentro ou fora da superfície demarcada, e de onde possam ser avistados todos os outros pontos que a definem. Dessa maneira, deste ponto são medidas as distâncias aos pontos definidores da referida superfície, e os ângulos horizontais entre os alinhamentos que possuem tal ponto como vértice.

Figura 1 – Pontos irradiados

Fonte: GBC Engenharia

RTK (em rede) fig. 3. É um conjunto de estações GNSS com coordenadas conhecidas que propicia o cálculo de correções para os efeitos atmosféricos . Um sistema de comunicação é necessário para que as correções sejam transmitidas para os usuários, diretamente ou na forma de um arquivo virtual de uma estação próxima. Este posicionamento oferece ao profissional de topografia uma maior agilidade, qualidade, rapidez, precisão e posicionamento em tempo real, ou seja, in loco. E pode ser usado em diversas aplicações.

Figura 2 – Como funciona o RTK

Fonte: MundoGeo

Figura 3 – RTK

Fonte: GBC Engenharia

O VANT, popularmente conhecido como drone fig. 3 é uma das tecnologias que mais tem chamado a atenção atualmente. Equipados para resistir a trabalhos pesados e ambientes hostis, esses equipamentos podem ter várias utilidades. Inicialmente utilizado como aparato militar e de vigilância, e hoje em dia é essencial nos trabalhos cinematográficos, e na topografia com fotogrametria, agricultura de precisão entre outros.

Figura 3 - Drone

Fonte: http://www.droneshowla.com

A junção dessas ferramentas possibilitaria um ganho significativo na produtividade dos levantamentos e menos riscos aos proficionais. Com um sistema totalmente informatizado e adaptado o sistema seria guiado por GPS, o mesmo GNSS RTK já imbutido no equipamento, e tambem por meio de voos visuais com o auxilio de uma cámera na parte inferior do veículo com proposito de localização visual e geração de imagens que seriam processadas e corridas em tempo real; bem como a função de irradiação, caso necessario por questões adversas a aéronave terá condições de irradiar pontos se necessário, tomando como referência sua altura com relação ao solo por um laser inferior que contantemente monitora essa variação de altitude. Esse mesmo sistema se encarrega de coletar quantos pontos necessários em qualquer superfície e o RTK faz os ajustes para que os pontos ou imagens estejam nas exatas coordenadas. Duas bateria serão necessárias para suportar maiores tempos de vôo, um sistema para abastecimento das mesmas através de painéis solares dispostos nas astes dos rotores, e o equipamento sem a nescessidade de pousar consegue alternar de uma bateria para outra e manter - se mais tempo no ar. Segundo Chris Anderson, “no futuro drones serão regulados como celular”.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O processo de adaptação das tecnologias levantadas devera ser trabalhado posteriormente em laboratório afim de garantir todos os requisitos necessários. Bem como o sistema computacional de operação e controle.

Em laboratório deve ocorrer o processo de padronização de placas solares, fundamentais para garantir maior tempo de vôo, cálculo do sobrepeso e instalação dos dispositivos, sistema de alimentação capaz de alternar entre as baterias. A integração das tecnologias de Fotogrametria, Irradiação por laser, e RTK.

Após a montagem o equipamento poderá ser testado em campo para ajustes aerodinâmicos e de funcionalidades.

A necessidade de um piloto de drone é fundamental para toda fase de desenvolvimento e testes.

Questões referente a custo não são consideradas nesse projeto. Podendo ser estudadas em trabalhos no futuro.           

CONCLUSÕES

Com os avanços tecnológicos tem aumentado cada vez mais o número de facilitadores, que estão a nossa disposição para os trabalhos diversos. Graças a esses saltos da tecnologia é que podemos esperar ainda mais segurança, produtividade e precisão para os trabalhos topográficos, geodésicos e de engenharia de uma forma geral. Toda integração dos sistemas deverá ser muito bem testada em laboratório para gantir todo respaudo técnico necessário ao bom desepenho da proposta e segurança nos testes de campo, que necessitaram impressíndivelmente de pessoal capacitado para pilotagem da aéronave. Um modelo de drone capaz de suportar mais carga e que possua boa autinomia é excêncial para as fases iniciais do projeto.

REFERÊNCIAS

ANDERSON, CHRIS. Drones, inovação.2015. Disponínel em:   http://g1.globo.com/tecnologia/campus-party/2015/noticia/2015/02/chris-anderson-exalta-criacao-barata-e-rapida-nao-adie-sonho-para-estudar.html> Acesso em: 10 Junho 2015.

BRASIL. Governo. Brasil. RBMC-IP - Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos Sistemas GNSS em tempo real. Site do governo federal  do Brasil. Disponível em:  http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/rbmc/ntrip/>  Acesso em: 25 Junho 2015.

MUNDOGEO. DRONES. Brasil. “GeoEmpreendedorismo”. 2015. Disponívem em: http://mundogeo.com/blog/2014/01/17/brasil-esta-entre-os-paises-que-mais-utilizam-drones/>  Acesso em: 29 Junho 2015.

EMBRAPA. PROJETOS. Brasil. Vants. Monitoramento Agrícola. 2015.        Disponívem em:                                                         http://www.cnpm.embrapa.br/projetos/agspec/apres/vants.pdf>Acesso em: 02 Agosto 2015.