Drones para exploração 3D em ambientes internos - proteção de relíquias culturais e levantamento topográfico de espaços interiores.

Os drones se destacam em ambientes internos devido à sua capacidade de cobrir grandes áreas mais rapidamente do que robôs com rodas. Ao aproveitar a mobilidade aérea, os drones podem percorrer diferentes alturas dentro de edifícios, criando mapas precisos de várias estruturas. Essa capacidade permite a exploração e o mapeamento eficientes de ambientes internos complexos. Além disso, os drones demonstram versatilidade, navegando por espaços estreitos ou terrenos desafiadores, como chaminés e escadas. Essas características os tornam ferramentas valiosas para a realização de tarefas difíceis ou perigosas para humanos. Em última análise, esses robôs voadores podem trazer benefícios potenciais para as indústrias, permitindo a exploração e o mapeamento eficientes, garantindo segurança e autonomia.

Uma equipe dedicada desenvolveu uma série de soluções personalizadas para diversos cenários. Em colaboração com o Instituto de Inovação Tecnológica de Abu Dhabi (TII), eles projetaram três drones sob medida para explorar e mapear espaços internos. Esses drones são equipados com LiDAR 3D e câmeras 3D, determinando com precisão sua posição (localização) e mapeando o ambiente através da fusão de dados de ambas as tecnologias. As câmeras integradas também podem classificar objetos em tempo real, distinguindo entre paredes, mesas e outros objetos. A integração de tecnologias avançadas permite a coleta eficiente de dados e o mapeamento durante o voo.

Esses drones personalizados possuem alta capacidade de manobra, permitindo que naveguem em espaços confinados ou ajustem suas configurações de acordo com as necessidades específicas de cada tarefa. Essa flexibilidade os diferencia de humanos ou outros robôs que podem encontrar dificuldades em cenários semelhantes. Eles podem manobrar rapidamente e coletar dados relevantes em diversos ambientes, sendo úteis em missões de busca e resgate e auxiliando equipes de emergência na localização de pessoas e na avaliação de situações de risco.

Essas soluções possuem um enorme potencial para capturar dados 3D detalhados de edifícios históricos e sítios arqueológicos, muitas vezes localizados em ambientes internos. Ao empregar abordagens inovadoras e tecnologias avançadas para explorar espaços internos, sítios importantes podem ser documentados de forma mais eficaz do que por meio de métodos tradicionais.

De modo geral, o uso de drones em ambientes internos abre novas possibilidades para pesquisa e aplicações práticas. Os drones podem auxiliar em inspeções de infraestrutura, monitoramento de áreas de risco e coleta de dados para manutenção e documentação de edifícios. Setores como construção civil, preservação do patrimônio histórico, engenharia, gestão de instalações, vigilância e resposta a desastres podem se beneficiar da segurança e autonomia oferecidas pelos drones.

Drones autônomos estão capturando dados cruciais para inspeções em canais de descarga. Na cordilheira de Kitimat, na costa noroeste da Colúmbia Britânica, um túnel de descarga de 475 metros de comprimento e 8 metros de largura canaliza a água de uma usina hidrelétrica localizada dentro da montanha. O cliente necessitava de um levantamento detalhado do interior do túnel para fins de manutenção contínua, mas o fechamento do canal de descarga para inspeção não era uma opção. Uma equipe especializada iniciou uma missão com drones autônomos para capturar imagens 3D do interior do túnel, fornecendo dados de alta resolução essenciais para a avaliação estrutural.

A equipe precisava inspecionar o interior do túnel sem interromper as operações. As discussões iniciais consideraram veículos operados remotamente (ROVs), embarcações de superfície autônomas e dispositivos flutuantes equipados com sensores. Por fim, optaram por uma solução aérea.

A equipe planejou a missão meticulosamente para garantir uma inspeção segura e minimizar os riscos, considerando fatores como:

Estrutura de túnel curvo

Percurso de meio quilômetro montanha acima

Visibilidade baixa ou nula

Ambiente sem GPS (nenhuma transmissão de sinal entre o operador e o equipamento)

Velocidade de escoamento e turbulência

O gerente de projeto destacou a escolha de um drone equipado com LiDAR de alta resolução, unidades de vídeo e movimento, juntamente com um sistema de navegação autônomo que utiliza a tecnologia SLAM. Essa configuração permitiu que o drone operasse além da linha de visão (BVLOS) e do alcance de comunicação em ambientes sem GPS.

O planejamento abrangente de riscos incluiu redes de recuperação, trajetórias de voo cuidadosamente planejadas para evitar obstáculos e a desativação do GNSS para prevenir interferências de linhas de energia durante a aproximação. A equipe utilizou pontos de controle precisos e software proprietário para criar nuvens de pontos, modelos 3D e vídeos de sobrevoo para uma avaliação estrutural completa.

Inspeções em ambientes sem GNSS

A tecnologia de drones está se tornando cada vez mais popular na engenharia civil para inspeções em áreas com sinal de satélite limitado. Os drones auxiliam na inspeção de túneis, poços de ventilação, dutos e bueiros. Inspeções regulares são essenciais, mas geralmente são caras e demoradas com os métodos tradicionais. Além disso, inspeções visuais podem não detectar possíveis defeitos. Drones equipados com câmeras ópticas de alta sensibilidade oferecem soluções ideais para avaliações iniciais, reduzindo custos, tempo e riscos para inspetores e técnicos.

Uma equipe de desenvolvimento criou sistemas para localização e navegação precisas em ambientes sem GNSS. Essa tecnologia inovadora foi projetada para capturar imagens de alta qualidade em ambientes complexos de túneis com excepcional precisão e eficiência.

O sistema foi testado em condições reais durante o fechamento temporário do túnel rodoviário mais longo da República Tcheca. Ele demonstrou com sucesso a capacidade de capturar imagens detalhadas em condições desafiadoras, como baixa luminosidade e poeira.

Equipados com tecnologia avançada, esses drones também podem inspecionar túneis auxiliares estreitos usados ​​para a ventilação de emissões. O ambiente tóxico representa riscos para as equipes de manutenção. Drones autônomos agilizam as inspeções durante as operações nos túneis, reduzindo a exposição humana a gases nocivos e revolucionando as práticas de manutenção.

Drones autônomos são projetados para transições suaves entre ambientes com e sem GNSS durante inspeções de pontes.

A tecnologia de drones é cada vez mais valiosa na engenharia civil para a inspeção de infraestruturas em áreas com sinais GNSS completos, limitados ou inexistentes. Os drones desempenham um papel crucial na inspeção de pontes, viadutos e outras estruturas que representam riscos para intervenção manual.

Inspeções regulares são necessárias, mas os métodos tradicionais são ineficientes, dispendiosos e demorados. A tecnologia integrada de drones facilita a coleta e análise de dados em tempo real, permitindo que os engenheiros tomem decisões informadas rapidamente. Imagens e vídeos de alta resolução permitem avaliações detalhadas que podem ser revisitadas para garantir que nenhum defeito seja negligenciado. Os drones aumentam a segurança e a eficiência, navegando em ambientes complexos onde os equipamentos convencionais podem ter dificuldades.