Portal de Eventos do IFRS, 7º Seminário de Iniciação Científica e Tecnológica (SICT)

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Projeto do Módulo de Automação de Um Veículo de Superfície Não Tripulado
Sthefanie Costa Espírito Santo, Carlos Rodrigues Rocha

Última alteração: 14-12-2018

Resumo


Veículos de Superfície Não Tripulados (USV, do inglês Unmanned Surface Vehicles) são utilizados em operações de monitoramento ambiental, inspeção de estruturas e vigilância de portos, entre outras aplicações. Com isso, é possível reduzir a intervenção humana nessas operações, minimizando riscos/custos e ampliando o tempo de duração das missões. Este trabalho apresenta os resultados iniciais do projeto de um USV para pesquisa experimental em robótica/automação e aplicações em outras disciplinas. São tratados os aspectos do projeto conceitual e do desenvolvimento do módulo de automação, cujo protótipo está sendo construído. O resultado do projeto conceitual foi obtido a partir do estudo sobre as características dos USV, onde foram analisados possíveis componentes do sistema. Após, diferentes combinações de soluções foram avaliadas, chegando-se ao conceito atual. Estruturalmente, definiu-se que o veículo deverá ter forma similar a um catamarã, com propulsores fabricados a partir de bombas de fundo. O módulo de energia emprega baterias de íons de lítio, pela relação peso/capacidade/custo, que atende às demandas do USV. O módulo de automação foi organizado em submódulos com funções específicas, que trocam dados entre si por comunicação wireless. O submódulo de propulsão é responsável pelo controle dos propulsores e monitoramento do estado do veículo. O submódulo de navegação utiliza sensores para determinar a localização do USV e dos destinos da missão, tais como GPS, acelerômetro, giroscópio, bússola e câmera de vídeo. A câmera também é utilizada em tarefas da missão, junto com sensores específicos para esta (como temperatura, pH, salinidade e turbidez para análise da água). O submódulo de comando contém os parâmetros da missão e a executa através do gerenciamento dos demais submódulos. Junto a este, o submódulo de comunicação utiliza tanto wi-fi quanto LoRa (Long Range) para telemetria e streaming de vídeo/áudio, de acordo com a distância da estação base. A comunicação também possibilita teleoperar o veículo, se necessário. O módulo de automação utiliza em tecnologias open source, como computadores RaspberryPi e placas de prototipação ESP32. Até o momento, além do projeto conceitual definido, tem-se a integração dos sensores para o submódulo de navegação e o controlador dos propulsores como resultados. O projeto está vinculado ao GPAS (Grupo de Pesquisa em Automação e Sistemas) do campus Rio Grande do IFRS, devendo ser disponibilizado como open source, para contribuir com o desenvolvimento de pesquisas em robótica experimental e outros campos onde os USV podem ter relevante papel no desenvolvimento de atividades.


Palavras-chave


Veículos de superfície não tripulados; Robótica; Monitoramento ambiental; Automação; Instrumentação

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