Os VANTs (veículos aéreos não tripulados) ou drones têm atraído cada vez mais o interesse de empresas da indústria, comércio e serviço, além da academia. Com objetivos comerciais ou de pesquisa científica e experimentos, os VANTs ganharam essa atenção por conta da vasta possibilidade de aplicação prática.
No Brasil, muitos destes equipamentos são usados, por exemplo, na agricultura, para levantamento topográfico, obtenção de mapas detalhados da lavoura, monitoramento do desenvolvimento da lavoura, localização de pragas, detecção de falhas de plantio, entre muitos outros.
Outras aplicações também têm sido atribuídas aos VANTs, como inspeção de estruturas (obras em geral); transporte de objetos; filmagens e fotografia; vigilância de áreas urbanas; monitoramento de trânsito; inspeção de linhas de transmissão de energia; e até mesmo proteção de fronteiras, e outros tipos de segurança; entre outros.
Pensando em levar a fundo pesquisas em tecnologias de controle e navegação desses equipamentos, nasceu, em 2012, o Laboratório de Robótica Aérea (LRA) do ITA. O LRA tem foco em pesquisa e desenvolvimento voltados a veículos aéreos não tripulados de pequeno porte, incluindo multicópteros, balões dirigíveis, aeroplanos e veículos aéreos ancorados por cabo.
De acordo com Davi Antonio do Santos, idealizador e atual coordenador do LRA, o laboratório busca contribuir cientificamente e apoiar o desenvolvimento de tecnologias em modelagem e identificação dinâmica, controle de atitude, determinação de atitude, guiamento, navegação, rastreio, mapeamento e planejamento de trajetória.
“Por meio das nossas pesquisas, é possível contribuirmos para o aumento da autonomia dos VANTs em aspectos que incluem o controle confiável de trajetória, a navegação e determinação de atitude em ambientes com baixa disponibilidade do sinal GPS e o design de novas aplicações”, explica Davi. Um exemplo de tecnologia pesquisada no momento é a de navegação baseada em fusão sensorial de câmeras com sensores inerciais para a operação de VANTs em áreas urbanas e indoor.
Confira alguns dos projetos desenvolvidos pelo LRA:
Controle de Formação
Este projeto lida com o controle de formação de uma frota de drones. Esse controle visa manter esses veículos dispostos segunda uma geometria pré-definida de forma a atender uma dada aplicação, que poderia ser, por exemplo, o transporte cooperativo de objetos de grandes dimensões. Este projeto é financiado pelo CNPq.
Determinação de Atitude
Os métodos de determinação de atitude atualmente utilizados nos drones são, em geral, baseados em, no máximo, duas medidas vetoriais: a direção de nadir (usando acelerômetros) e a direção do campo geomagnético local (usando magnetômetros). Ambas as medidas apresentam deficiências que limitam a melhoria de desempenho e confiabilidade de sistemas de determinação de atitude embarcados. Este projeto propõe alternativamente um framework para determinação de atitude de drones a partir de medidas vetoriais obtidas de uma câmera embarcada, apontada verticalmente para baixo. O projeto tem o financiamento da Fapesp.
ITACopter
Trata-se do projeto de desenvolvimento de um hexacóptero de pequeno porte e baixo custo por alunos de graduação do ITA, em trabalhos de conclusão de curso e de iniciação científica. Além das funcionalidades usuais de um drone, o ITACopter será capaz de realizar pouso automático por um sistema de visão computacional embarcado. O projeto tem financiamento do ITAEx (o ITAEx é uma iniciativa de ex-alunos do ITA mobilizados a apoiar financeiramente projetos do instituto).