Sistema de supervisão aérea baseado em navegação visual para detecção de anomalias em instalações de petróleo e gás

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Laura, Tania Luna
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15214
Resumo: This work deals with the development of a prototype of a helicopter quadrotor for monitoring applications in oil facilities. Anomaly detection problems can be resolved through monitoringmissions performed by a suitably instrumented quadrotor, i.e. infrared thermosensors should be embedded. The proposed monitoring system aims to reduce accidents as well as to make possible the use of non-destructive techniques for detection and location of leaks caused by corrosion. To this end, the implementation of a prototype, its stabilization and a navigation strategy have been proposed. The control strategy is based on dividing the problem into two control hierarchical levels: the lower level stabilizes the angles and the altitude of the vehicle at the desired values, while the higher one provide appropriate references signals to the lower level in order the quadrotor performs the desired movements. The navigation strategy for helicopter quadrotor is made using information provided by a acquisition image system (monocular camera) embedded onto the helicopter. Considering that the low-level control has been solved, the proposed vision-based navigation technique treats the problem as high level control strategies, such as, relative position control, trajectory generation and trajectory tracking. For the position control we use a control technique for visual servoing based on image features. The trajectory generation is done in a offline step, which is a visual trajectory composed of a sequence of images. For the trajectory tracking problem is proposed a control strategy by continuous servovision, thus enabling a navigation strategy without metric maps. Simulation and experimental results are presented to validate the proposal
id UFRN_d110180cd99d151241b070e6860e41e7
oai_identifier_str oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/15214
network_acronym_str UFRN
network_name_str Repositório Institucional da UFRN
repository_id_str
spelling Laura, Tania Lunahttp://lattes.cnpq.br/8142774545918274http://lattes.cnpq.br/3653597363789712Santana, André Macêdohttp://lattes.cnpq.br/5971556358191272Paim, Cristiane Corrêahttp://lattes.cnpq.br/4658996761755732Pedrosa, Diogo Pinheiro Fernandeshttp://lattes.cnpq.br/3276436982330644Gonçalves, Luiz Marcos Garciahttp://lattes.cnpq.br/1562357566810393Alsina, Pablo Javier2014-12-17T14:55:10Z2013-07-222014-12-17T14:55:10Z2013-02-01LAURA, Tania Luna. Sistema de supervisão aérea baseado em navegação visual para detecção de anomalias em instalações de petróleo e gás. 2013. 98 f. Tese (Doutorado em Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2013.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15214This work deals with the development of a prototype of a helicopter quadrotor for monitoring applications in oil facilities. Anomaly detection problems can be resolved through monitoringmissions performed by a suitably instrumented quadrotor, i.e. infrared thermosensors should be embedded. The proposed monitoring system aims to reduce accidents as well as to make possible the use of non-destructive techniques for detection and location of leaks caused by corrosion. To this end, the implementation of a prototype, its stabilization and a navigation strategy have been proposed. The control strategy is based on dividing the problem into two control hierarchical levels: the lower level stabilizes the angles and the altitude of the vehicle at the desired values, while the higher one provide appropriate references signals to the lower level in order the quadrotor performs the desired movements. The navigation strategy for helicopter quadrotor is made using information provided by a acquisition image system (monocular camera) embedded onto the helicopter. Considering that the low-level control has been solved, the proposed vision-based navigation technique treats the problem as high level control strategies, such as, relative position control, trajectory generation and trajectory tracking. For the position control we use a control technique for visual servoing based on image features. The trajectory generation is done in a offline step, which is a visual trajectory composed of a sequence of images. For the trajectory tracking problem is proposed a control strategy by continuous servovision, thus enabling a navigation strategy without metric maps. Simulation and experimental results are presented to validate the proposalEsta tese trata do desenvolvimento de um protótipo de um helicóptero quadrirrotor para aplicações demonitoramento de instalações petrolíferas. Problemas de detecção de anomalias podem ser resolvidas através de missões de monitoramento executadas pelo quadrirrotor devidamente instrumentado, ou seja, sensores termo-infravermelhos devem ser embarcados. Este sistema de monitoramento proposto, visa reduzir acidentes de trabalho, bem como tornar possível o uso de técnicas não destrutivas para detecção e localização de vazamentos causados por corrosões. Com este fim, a implementação de um protótipo, sua estabilização e uma estratégia de navegação foram propostas. A estratégia de controle baseia-se na divisão do problema de controle em dois níveis hierárquicos: o nível inferior estabiliza os ângulos e a altitude do veículo em valores desejados, enquanto o nível superior encarrega-se de fornecer referências adequadas para o nível inferior, assim, o quadrirrotor deve executar movimentos desejados. A estratégia de navegação do quadrirrotor é feita utilizando informações fornecidas por um sistema de aquisição de imagens (câmera monocular) embarcada no helicóptero. A técnica de navegação proposta trata o problema como estratégias de controle em alto nível, tais como, controle de posição relativa, geração de trajetória e rastreamento de trajetória. O controle de posição é resolvido utilizando técnicas de controle por servovisão baseado em caracterísiticas de imagem. A geração de trajetória é feita num passo off-line, a qual é uma trajetória visual composta por uma sequência de imagens. Já para o rastreamento de trajetórias é proposto uma estratégia de controle por servovisão contínuo, possibilitando assim, uma estratégia de navegação sem precisar de mapas métricos. Resultados experimentais e em simulação são apresentados para validar a propostaapplication/pdfporUniversidade Federal do Rio Grande do NortePrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFRNBRAutomação e Sistemas; Engenharia de Computação; TelecomunicaçõesNavegação visual. Controle por servovisão. VANT s. Helicóptero Quadrirrotor. Visão computacionalVisual navigation. Visual servoing. UAV s. Quardrotor helicopter visio computerCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICASistema de supervisão aérea baseado em navegação visual para detecção de anomalias em instalações de petróleo e gásinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALTaniaLL_TESE.pdfapplication/pdf2484902https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/15214/1/TaniaLL_TESE.pdf60ff041bcf8f871f427bab2cadc51ca0MD51TEXTTaniaLL_TESE.pdf.txtTaniaLL_TESE.pdf.txtExtracted texttext/plain146878https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/15214/6/TaniaLL_TESE.pdf.txt916307d7b025b9a192a037b9866abf61MD56THUMBNAILTaniaLL_TESE.pdf.jpgTaniaLL_TESE.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg3629https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/15214/7/TaniaLL_TESE.pdf.jpgb1781085cc1a85ef7200515800b22c4eMD57123456789/152142017-11-02 07:35:29.673oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/15214Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2017-11-02T10:35:29Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
dc.title.por.fl_str_mv Sistema de supervisão aérea baseado em navegação visual para detecção de anomalias em instalações de petróleo e gás
title Sistema de supervisão aérea baseado em navegação visual para detecção de anomalias em instalações de petróleo e gás
spellingShingle Sistema de supervisão aérea baseado em navegação visual para detecção de anomalias em instalações de petróleo e gás
Laura, Tania Luna
Navegação visual. Controle por servovisão. VANT s. Helicóptero Quadrirrotor. Visão computacional
Visual navigation. Visual servoing. UAV s. Quardrotor helicopter visio computer
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
title_short Sistema de supervisão aérea baseado em navegação visual para detecção de anomalias em instalações de petróleo e gás
title_full Sistema de supervisão aérea baseado em navegação visual para detecção de anomalias em instalações de petróleo e gás
title_fullStr Sistema de supervisão aérea baseado em navegação visual para detecção de anomalias em instalações de petróleo e gás
title_full_unstemmed Sistema de supervisão aérea baseado em navegação visual para detecção de anomalias em instalações de petróleo e gás
title_sort Sistema de supervisão aérea baseado em navegação visual para detecção de anomalias em instalações de petróleo e gás
author Laura, Tania Luna
author_facet Laura, Tania Luna
author_role author
dc.contributor.authorID.por.fl_str_mv
dc.contributor.authorLattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8142774545918274
dc.contributor.advisorID.por.fl_str_mv
dc.contributor.advisorLattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3653597363789712
dc.contributor.referees1.pt_BR.fl_str_mv Santana, André Macêdo
dc.contributor.referees1ID.por.fl_str_mv
dc.contributor.referees1Lattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5971556358191272
dc.contributor.referees2.pt_BR.fl_str_mv Paim, Cristiane Corrêa
dc.contributor.referees2ID.por.fl_str_mv
dc.contributor.referees2Lattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4658996761755732
dc.contributor.referees3.pt_BR.fl_str_mv Pedrosa, Diogo Pinheiro Fernandes
dc.contributor.referees3ID.por.fl_str_mv
dc.contributor.referees3Lattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3276436982330644
dc.contributor.referees4.pt_BR.fl_str_mv Gonçalves, Luiz Marcos Garcia
dc.contributor.referees4ID.por.fl_str_mv
dc.contributor.referees4Lattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1562357566810393
dc.contributor.author.fl_str_mv Laura, Tania Luna
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Alsina, Pablo Javier
contributor_str_mv Alsina, Pablo Javier
dc.subject.por.fl_str_mv Navegação visual. Controle por servovisão. VANT s. Helicóptero Quadrirrotor. Visão computacional
topic Navegação visual. Controle por servovisão. VANT s. Helicóptero Quadrirrotor. Visão computacional
Visual navigation. Visual servoing. UAV s. Quardrotor helicopter visio computer
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
dc.subject.eng.fl_str_mv Visual navigation. Visual servoing. UAV s. Quardrotor helicopter visio computer
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
description This work deals with the development of a prototype of a helicopter quadrotor for monitoring applications in oil facilities. Anomaly detection problems can be resolved through monitoringmissions performed by a suitably instrumented quadrotor, i.e. infrared thermosensors should be embedded. The proposed monitoring system aims to reduce accidents as well as to make possible the use of non-destructive techniques for detection and location of leaks caused by corrosion. To this end, the implementation of a prototype, its stabilization and a navigation strategy have been proposed. The control strategy is based on dividing the problem into two control hierarchical levels: the lower level stabilizes the angles and the altitude of the vehicle at the desired values, while the higher one provide appropriate references signals to the lower level in order the quadrotor performs the desired movements. The navigation strategy for helicopter quadrotor is made using information provided by a acquisition image system (monocular camera) embedded onto the helicopter. Considering that the low-level control has been solved, the proposed vision-based navigation technique treats the problem as high level control strategies, such as, relative position control, trajectory generation and trajectory tracking. For the position control we use a control technique for visual servoing based on image features. The trajectory generation is done in a offline step, which is a visual trajectory composed of a sequence of images. For the trajectory tracking problem is proposed a control strategy by continuous servovision, thus enabling a navigation strategy without metric maps. Simulation and experimental results are presented to validate the proposal
publishDate 2013
dc.date.available.fl_str_mv 2013-07-22
2014-12-17T14:55:10Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2013-02-01
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2014-12-17T14:55:10Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv LAURA, Tania Luna. Sistema de supervisão aérea baseado em navegação visual para detecção de anomalias em instalações de petróleo e gás. 2013. 98 f. Tese (Doutorado em Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2013.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15214
identifier_str_mv LAURA, Tania Luna. Sistema de supervisão aérea baseado em navegação visual para detecção de anomalias em instalações de petróleo e gás. 2013. 98 f. Tese (Doutorado em Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2013.
url https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15214
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFRN
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRN
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron:UFRN
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron_str UFRN
institution UFRN
reponame_str Repositório Institucional da UFRN
collection Repositório Institucional da UFRN
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/15214/1/TaniaLL_TESE.pdf
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/15214/6/TaniaLL_TESE.pdf.txt
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/15214/7/TaniaLL_TESE.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 60ff041bcf8f871f427bab2cadc51ca0
916307d7b025b9a192a037b9866abf61
b1781085cc1a85ef7200515800b22c4e
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1814832710642827264