Fevereiro 2017 – Newsletter

Janeiro - Fevereiro 2017

 

Destaque:

Lições Aprendidas no uso de VANT para inspecções de linhas aéreas

24ª Edição da SINFO - Semana Informática

Estágio em processamento de imagem

Regulamentação de UAV, em Portugal

 

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CMDM 2015

Albatroz Engenharia @ CMDM 2015

 

A terceira edição da Conferência Internacional sobre Monitoramento de Condição, Diagnóstico e Manutenção (CMDM) organizado a cada dois anos pela Comissão Nacional Romena da Cigré e co-organizado pela CNTEE Transelectrica foi realizada em Bucareste, de 5 a 8 de Outubro de 2015.

Esta conferência inclui tutoriais, sessões de trabalhos técnicos e 4 dias de exposição e contou com mais de 170 participantes de 20 países diferentes, representando um dos eventos mais importantes da indústria de energia Romena.

Este ano Albatroz Engenharia publicou e apresentou dois artigos na CMDM 2015, dos quais se podem aceder aos resumos abaixo:

 -  "Inspecção Estrutural Não Destrutiva de Cabos de Linhas Aéreas de Transmissão"

- "Testes no terreno de Veículos Aéreos Não Tripulados em Redes de Transmissão"

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Implementação de sistemas de inspeção de linhas alternativos ao helicóptero

Implementação de sistemas de inspeção de linhas alternativos ao helicóptero

por J. Gomes-Mota, R. Oliveira, S. Antunes,

Albatroz Engenharia

 

apresentado na Conferência da ERIAC - Encuentro Regional Iberoamericano de Cigré, Argentina, 17-21 Maio 2015, ERIAC .

Distinguida como "melhor contribuição técnica" no Comité de Estudos B2 - Linhas Aéreas, a partir de um conjunto de 21 Contribuições Técnicas oriundas de 5 países.

 

Resumo

Este artigo surge na senda de dois artigos dedicados à conceção de sistemas de inspeção de linhas elétricas apresentados no XII ERIAC (2007, Brasil) e no XIV ERIAC (2011, Paraguai). Em 2015, os autores apresentam as primeiras implementações de sistemas de inspeção alternativos aos helicópteros que permanecem como a ferramenta de referência para inspeção de linhas de transmissão.
O desenho dos novos sistemas obedeceu a três exigências fundamentais: 1) continuidade de interpretação entre os diferentes métodos de inspeção; 2) manutenção das características de integração, flexibilidade e dados em tempo real herdados dos sistemas heli-transportados e 3) complementaridade de métodos de inspeção.
O sistema de inspeções terrestres a partir de um veículo terrestre foi introduzido em 2011 e melhorado: na modalidade atual, dispõe de registo vídeo 2MPixel e um mini-LiDAR com cerca de 50m de alcance na deteção de cabos, associado a GPS e sensor de orientação. Este sistema foi declinado numa versão portátil que pode ser transportada e usada em locais de difícil acesso.
Os sistemas baseados em veículos aéreos não tripulados [VANT] de asa rotativa desenvolveram-se muito desde 2011, sobretudo os do tipo "multicopter" com um arranjo simétrico de hélices. E se, por um lado, esta expansão e banalização lançou no mercado as primeiras soluções "práticas" para inspeção de infraestruturas, nomeadamente torres de linhas elétricas, torres eólicas e chaminés de centrais térmicas, por outro, evidenciou as limitações de eficiência operacional resultantes de limites regulatórios ao vôo, das características físicas dos sistemas e do desempenho dos operadores. A solução tem sido limitar as inspeções às modalidades visuais, tirando partido da leveza e qualidade dos sistemas de imagem digital e da enorme melhoria entretanto registada na largura de banda e cobertura das redes sem fios.
Também os VANT de asa fixa foram usados para inspeções de linha experimentais ou de I&D. Neste caso, a ajuda de pilotos automáticos permite estender o alcance e tempo de trabalho dos sistemas enquanto reduz a fadiga do piloto que exerce apenas a função de supervisor, guardando-se para as fases especiais do vôo: a descolagem, calibração de sensores e aterragem e a resolução de exceções.
A exigência de compatibilidade dos produtos de inspeção pode contribuir para limitar alguns desenvolvimentos de sistemas mas pode servir também para reforçar a complementaridade entre modos de inspeção. Neste caso, o que se pretende é que os produtos ou métodos de análise de cada modo de inspeção sejam complementares aos outros para assim ver a linha sob um novo ponto de vista. Além da complementaridade nos modos de inspeção (incluindo variação de veículos, sensores e procedimentos) pode também ser útil introduzir heterogeneidade nas frequências e modos de inspeção, adaptando os ritmos a cada um dos fenómenos a observar. A simplificação ou supressão de modos de inspeção pode contribuir significativamente para o aumento da eficiência económica da inspeção e, por vezes, até para o aumento da sua eficácia técnica pela redução de restrições ou incompatibilidades entre modos de inspeção.

Palavras chave:

Inspeção – Helicóptero – VANT - Todo-o-terreno - Processamento em tempo real - Interface homem-máquina – Ergonomia – Autonomia – Aeronavegabilidade.

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Inspecção com vídeo visível

Inspecção com câmara de infra-vermelhos

Exemplos de dados recolhidos com sistemas de pequeno porte alternativos ao helicóptero

Envelope de voo seguro para a inspecção de linhas eléctricas aéreas

Envelope de voo seguro para a inspecção de linhas eléctricas aéreas

por Sandra Antunes 1,2,3, Kouamana Bousson1,2

1Aerospace Science Department, University of Beira Interior, Covilhã, Portugal
2LAETA-UBI/AERO.G - Associated Laboratory for Energy, Transports and Aeronautics, Portugal
3Albatroz Engineering, Lisbon, Portugal

Resumo

Um controle de supervisão baseado no voo e em dados essenciais de sensores externos é proposto neste artigo para inspecções de linhas eléctricas áereas com quadricópteros. O primeiro requisito no desenvolvimento de sistemas aéreos é a segurança das pessoas e dos activos envolvidos. Os veículos aéreos envolvidos nas inspecções das linhas eléctricas aéreas, tripulados ou não tripulados, requerem o uso de sistemas precisos e robustos, e com uma supervisão constante da missão. Estes requisitos de voo são devidos ao facto de que as missões são desenvolvidas, na maior parte dos casos, em ambientes hostis e sempre com níveis de altitude e de velocidade reduzidos. Variáveis como: distância do veículo à linha; distância do veículo ao solo e velocidade instantânea de voo, aliadas ao envelope de voo do veículo, tornam as missões mais seguras e adicionam maior conforto nas decisões do piloto, quando e onde se pode executar uma boa missão. Os pilotos estão cientes do envelope de voo específico do veículo a operar, no entanto, durante o curso de voo, o compromisso da equipa para obter os melhores resultados possíveis de inspecção poderá deixá-los infringir os limites de segurança especificados no envelope de voo.

O trabalho proposto tem como objectivo melhorar a segurança das inspecções das linhas eléctricas aéreas e tarefas semelhantes, percebendo automaticamente condições de voo e criar um sistema de análise dos parâmetros que levam ao veículo perto dos limites de segurança do envelope de voo. Observando essa variáveis o sistema é capaz de enviar sinais de aviso aos inspectores de modo a que eles tenham tempo de informar o piloto e adoptar as devidas precauções de segurança.  No caso de sistemas autónomos, o problema inclui o controlo supervisionado a fim de monitorizar as variáveis críticas e verificar como estas influenciam o comportamento do veículo aéreo; e a utilização do controlo do filtro Kalman para pré-visualizar atitudes dinâmicas do quadricóptero e controlar a aeronave de modo a evitar a saia de segurança do envelope de voo. Na fase final do projecto, o objectivo é fornecer soluções integradas do PLMI (Power Line Maintenance System), tendo em consideração a utilização de veículos autónomos, o intuito é alcançar soluções que visam dar mais enfase à segurança.

A utilização do método semi-quantitativo de zonas (vermelho, laranja, amarelo e verde), possivelmente combinado com mais detalhes quantitativos deverão ser comunicados com a tripulação, directamente para o inspector que então transmitirá a informação ao piloto, e por sua vez, irá actuar sobre o controlo do veículo. A pesquisa termina com a concepção e a implementação de controladores automáticos para quadricópteros, com base na aprendizagem supervisionada nas fases anteriores.

 

A classificação de manobras perigosas inerentes às inspecções são necessárias para criar metodologias que culminam no nosso objectivo de desenvolver meios para controlar, monitorizar e supervisionar a inspeção das missões aéreas ou dos meios aéreos autónomos não tripulados. Para uma missão específica, a condição de monitorização de torres de alta tensão e de seus componentes foi considerada para este trabalho usando um quadricópteros.

A bibliografia dá-nos as equações características dos quadricópteros para descrever a atitude de voo do nosso veículo (com algumas considerações), contudo o envelope de voo seguro dos fabricantes não é conhecido. No geral, alguns parâmetros são reconhecidos, como máximo e mínimo da velocidade operacional ou altitude, e melhores condições para um voo mais favorável. 

Para ilustrar o envelope de voo seguro inicialmente foram consideradas duas variáveis de voo, altitude e velocidade – variáveis de desempenho da aeronave. No caso do quadricóptero a velocidade depende do ângulo de inclinação, para que possa aumentar ou diminuir de velocidade. Para representar os limites de desempenho da aeronave, são consideradas equações do quadricóptero e calculadas os máximos e os mínimos de cada altitude fixada ponto-por-ponto.

Em resultado deste trabalho, utilizando supervisão e métodos robustos de controlo em tempo real de voo, o sistema tem a capacidade de seguir um alvo e introduzir sinais correctivos mantendo distâncias de voo seguras, velocidades e dados de inspeção adquiridos com o intuito de serem armazenados. O esquema de controlo proposto foi implementado no nosso controlo de envelope de voo, desenvolvido para quadricóptero não tripulados. Resultados experimentais demonstraram uma clara melhoria sobre as missões de inspecção de linhas eléctricas aéreas, sendo mais segura a aproximação ao objecto alvo de inspecção.

Palavras-Chave

Autónomo, Envelope de voo, Linhas eléctricas aéreas, Robótica, Controlo de supervisão

Variáveis seguras consideradas nas inspecções de linhas eléctricas