Desenvolvimento de um UAV para aplicações de monitorização ambiental
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2017-11-10
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Resumo
Nos últimos anos tem-se vindo a verificar um aumento na utilização de veículos aéreos não tripulados, para a realização de várias tarefas que de outro modo seriam demasiado dispendiosas para a sua realização frequente. Uma das aplicações mais importantes é a utilização de VANT para a gestão de recursos agrícolas e ambientais. Este trabalho consistiu na implementaçã0 de um VANT para recolha de imagens multiespectrais para a avaliação de saúde de vegetação, e tem como objetivo a criação de uma plataforma de baixo custo tanto para aplicações direcionadas ao ambiente ou à agricultura e é constituído por três partes fundamentais. A primeira parte é a aplicação web, onde através de um mapa e da utilização de marcadores, é definido um percurso que é enviado para o VANT e são enviados e recebidos dados remotamente. A segunda parte é a construção do VANT que está dividida em três sistemas. A fuselagem do VANT que é a construção física do mesmo e que necessitou a utilização de uma impressora 3D, o sistema de baixo nível que é responsável pela leitura dos sensores de posicionamento espacial como interação com um módulo GPS, giroscópio e acelerómetro, e por fim, um sistema de alto nível responsável pela lógica principal do VANT. Por fim a terceira parte consiste na criação de um módulo de captura e processamento de imagem com a utilização de uma câmara sensível ao comprimento de onda dos infravermelhos para a análise espectral de vegetação. Para a implementação deste sistema é necessária a utilização de diversas tecnologias. Para a comunicação do VANT com a aplicação web são usados websockets, a aplicação web em si é implementada usando as tecnologias JavaEE, HTML e CSS. O módulo de captura de imagem utiliza conhecimentos na área da biologia, nomeadamente a reflexão espectral da clorofila para a aplicaweb em si é implementada usando as tecnologias JavaEE, HTML e CSS. O módulo de captura de imagem utiliza conhecimentos na ´area da biologia, nomeadamente a reflexão espectral da clorofila para a aplicaweb em si é implementada usando as tecnologias JavaEE, HTML e CSS. O módulo de captura de imagem utiliza conhecimentos na área da biologia, nomeadamente a reflexão espectral da clorofila para a aplicaweb em si ´e implementada usando as tecnologias JavaEE, HTML e CSS. O módulo de captura de imagem utiliza conhecimentos na área da biologia, nomeadamente a reflexão espectral da clorofila para a aplicação de processamento de imagem baseada na biblioteca OpenCV. Os índices de reflexão detetados pela câmara são usados para a deteção de clorofila. de processamento de imagem baseada na biblioteca OpenCV.
On the last years there has been a growth in applications that use unmanned aerial vehicles, which allow expensive tasks to be carried out. One of the applications of great interest for the use on UAV is in the management of resources in the agricultural sector and the enviromnent with the use of multiespectral imaging. The development of the UAV for the recovery and analisis of multispectral images consists of 3 fundamental parts. The first part is the web application that with a map and the use of markers to be placed on the map the user traces the course for the UAV, and this application sends and receives data from the UAV. In the second part the construction of the UAV is made, and this construction is divided into 3 main sistems. The construction of the fuselage that uses some 3D printed parts, the low level sistem that reads the data from the GPS module and from the moton sensors, this sistem also sends this sensorial data to the high level sistem and receives commands to move the actuators and the last sistem is the high level sistem and it makes the main decisions for the UAV. The third part is the image capture and processing sistem where with the use of cameras with multispectral sesivity for the spectral analisis of vegetation. For this project there is a need to use different technologies, websockets are used for the data transfer between the web app and the UAV, and the web app is made with JavaEE, HTML and CSS. The image capture module requires knowledge in the fields of biology with the spectral response of clorophyl and uses OpenCV library.
On the last years there has been a growth in applications that use unmanned aerial vehicles, which allow expensive tasks to be carried out. One of the applications of great interest for the use on UAV is in the management of resources in the agricultural sector and the enviromnent with the use of multiespectral imaging. The development of the UAV for the recovery and analisis of multispectral images consists of 3 fundamental parts. The first part is the web application that with a map and the use of markers to be placed on the map the user traces the course for the UAV, and this application sends and receives data from the UAV. In the second part the construction of the UAV is made, and this construction is divided into 3 main sistems. The construction of the fuselage that uses some 3D printed parts, the low level sistem that reads the data from the GPS module and from the moton sensors, this sistem also sends this sensorial data to the high level sistem and receives commands to move the actuators and the last sistem is the high level sistem and it makes the main decisions for the UAV. The third part is the image capture and processing sistem where with the use of cameras with multispectral sesivity for the spectral analisis of vegetation. For this project there is a need to use different technologies, websockets are used for the data transfer between the web app and the UAV, and the web app is made with JavaEE, HTML and CSS. The image capture module requires knowledge in the fields of biology with the spectral response of clorophyl and uses OpenCV library.
Descrição
Palavras-chave
Veículo aéreo não tripulado , VANT , Java , GPS , Processamento de Imagem , Resposta espetral de vegetação