Com apoio da Fapeam, pesquisadores pretendem controlar altura de voo de drones na Amazônia

A estimativa de altura e o controle da aeronave são fundamentais para a realização de voos autônomos em terrenos acidentados e locais de difícil acesso

Utilizando conceitos da Física com conhecimentos da Biologia baseados na visão de insetos, o pesquisador Igor Sales Campos está desenvolvendo com apoio do governo do Estado, via Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (Fapeam), um estudo para controlar a altura de voo dos Veículos Aéreos Não Tripulados (Vants), conhecidos como drones, fundamental para dar autonomia de voo em terrenos acidentados e irregulares como a floresta amazônica.

“A estimativa e o controle de altura de Vants são fundamentais para a realização de voos autônomos em terrenos acidentados, como regiões montanhosas, e também permitem que essas aeronaves operem de maneira complacente com as atuais normas das agências reguladoras de Aviação Civil “, disse Campos.

O estudo está sendo desenvolvido no âmbito do Programa de Apoio à Formação de Recursos Humanos Pós-Graduados do Estado do Amazonas (RH-Mestrado) da Fapeam que tem por objetivo conceder bolsas de pós-graduação em outros Estados brasileiros a profissionais interessados em realizar curso de pós-graduação stricto sensu em Programas de Pós-Graduação recomendados pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes).

No estudo, serão usadas imagens de uma câmera, em conjunto com a informação fornecida pelos outros sensores, para estimar a altura em que o Vant está voando.

Segundo o pesquisador, no estudo serão usadas imagens de uma câmera, em conjunto com a informação fornecida pelos outros sensores, para estimar a altura em que o Vant está voando e, consequentemente, controlá-la.

Enquanto a altitude (altura em relação ao nível do mar) é fornecida pelo GPS ou ainda pelo barômetro (instrumento que indica a pressão atmosférica, altitude e prováveis mudanças do tempo), estimar a altura em relação ao solo é algo mais complexo.

“Todos esses veículos necessitam de sensores, como, por exemplo, radar de altura, mas por eles serem pequenos, a capacidade de carga é limitada. Porém, sensores de baixo custo como GPS, câmeras e bússolas já estão presentes nos drones e o que faltava era saber como utilizá-los em prol desse impasse. Daí surgiu a ideia do projeto”, explicou Campos.

Atualmente, isso é feito através de sensoriamento ativo, ou seja, o veículo envia um sinal em direção ao solo e mede o seu retorno e, então, a distância é calculada. “Nossa proposta é utilizar sensoriamento passivo. Isto é, apenas captarmos imagens do terreno e, em conjunto com os outros sensores, estimarmos a altura de voo”, disse o pesquisador.

Para a realização do estudo, os pesquisadores desenvolveram um protótipo de baixo custo com menor risco em caso de perda dos veículos aéreos. A pesquisa também conta com Vants pertencentes ao laboratório de visão computacional e robótica da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), o VerLab, parceiro do projeto de pesquisa.  Segundo Igor Campos, após o estudo, Vants poderão ser utilizados com precisão na floresta amazônica para o monitoramento e combate ao desmatamento e queimadas ilegais.

Aliando a Física à Biologia

Para aferir a altura do voo dos drones, os pesquisadores se inspiraram na Biologia, partindo do ponto de que alguns insetos, como as abelhas, utilizam a visão para estimar diversos aspectos do seu voo.

Segundo o pesquisador, o conceito é simples: se estamos em um carro em certa velocidade na estrada e olharmos pela janela, veremos que os postes passam rapidamente enquanto as montanhas, à distância, são, aparentemente, imóveis, apesar de nossa velocidade relativa a esses objetos ser a mesma. Ou seja, objetos mais próximos aparentam ter maior movimento que os mais distantes.

Isso ajuda a determinar que os postes estão mais próximos do que as montanhas, mas não ajuda a determinar a distância exata que estamos deles. Segundo o pesquisador, este é o desafio a ser vencido com relação aos drones.

Para determinar a distância aos objetos, leva-se em consideração a velocidade que o veículo se encontra. Em uma velocidade maior, os postes podem percorrer toda a janela em poucos segundos e, quanto mais devagar, levam mais tempos. O que os pesquisadores farão é utilizar a câmera para medir esse tempo e as informações dos outros sensores para medir a velocidade, assim, poderão determinar a que distância os drones estão do solo.

“Atualmente, as agências reguladoras de aviação civil limitam o voo desses veículos a uma altura de 120 metros acima do solo, o que é complexo de ser aferido sem um sensor adequado”, disse.

Ada Lima / Agência Fapeam

Foto destaque: Brendon Thorne/Getty Images

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