Análise de técnicas de detecção através de câmeras embarcadas em VANTs no processo de detectar e desviar de outra aeronave

• Vinícius Maurício de Almeida
• Paulo Sérgio Cugnasca

Universidade de São Paulo, Escola Politécnica

Evento

XIX SITRAER – São José dos Campos, SP, Brasil, 25 a 27 de outubro de 2022

Volume

Proceedings of SITRAER 2022 – Air Transportation Symposium · ISSN 2448-1912

Páginas

575–585

Editora

Sociedade Brasileira de Pesquisa em Transporte Aéreo (SBTA)

Editores

Giovanna Miceli Ronzani Borille, Rogéria de Arantes Gomes, Evandro José da Silva, Mauro Caetano, Cláudia Azevedo Pereira

Resumo

O número de VANTs (Veículos Aéreos Não Tripulados), bem como o seu uso, vêm aumentando consideravelmente nos últimos anos. Porém, a sua inserção em um espaço aéreo não segregado pode se tornar uma ameaça de colisão com as demais aeronaves que compartilham o mesmo espaço aéreo. Para se evitar colisões, o processo utilizado atualmente tem o nome de sense and avoid, pois consiste de duas etapas: a detecção (sense) de outra aeronave em rota de colisão e o desvio (avoid) para evitar a rota de colisão encontrada. Cada uma dessas etapas pode ser alcança de diversas maneiras, seja utilizando-se uma técnica específica de desvio, seja alterando-se o sensor ou o algoritmo de detecção associado a esse sensor. Este trabalho tem como foco a primeira etapa, analisando-se o processo de detecção de outra aeronave e utilizando-se de três diferentes combinações de sensores: a visão binocular, que consiste na utilização de duas câmeras visuais trabalhando em conjunto; a câmera de profundidade; e a câmera de profundidade em conjunto com a câmera visual. Também são analisados testes que utilizaram técnicas de fusão dos sensores descritos, os quais utilizam dois ou três sensores trabalhando em conjunto para a detecção de outra aeronave com possibilidade de colisão como o VANT. Para grupo de sensores foram analisados e testado diversos tipos de algoritmos de detecção. Os testes foram realizados por meio do AirSIM, um simulador de veículos não tripulados. As análises dos algoritmos foram feitas verificando-se a taxa de detecção e o erro da posição da aeronave calculado pelo algoritmo considerando-se a posição real da aeronave detectada. No final, chega-se a um resultado no qual detecta-se a aeronave em rota de colisão com o VANT em 100% dos casos testados, com erro médio 20 metros entre a posição detectada e a posição real da aeronave

Palavras-chave: VANTs; UAVs; sense and avoid; visão computacional; detecção