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Advisor(s)
Abstract(s)
The Unmanned Aerial Vehicle (UAV) are, more and more, inserted in the daily life of the Human Being. Its use has allowed the replacement of human beings in some tasks followed by risk, such as the inspection of electrical assets such as wind power. In addition to the human risk factor associated with these operations, the time spent on navigation is also high. One solution found is to use multirotor in this type of inspection. Despite the advantages that these vehicles present, their autonomy does not allow for chain wind inspections. In this dissertation, we propose the development of a Vertical Take-Off and Landing (VTOL) that allows the inspection of wind farms on land and offshore, and the development of an inspection maneuver that allows better use of the potential of the vehicle when it is in airplane mode and drone mode. To better understand the topic of trajectory planning, in the specific case of the inspection process, we proceeded to a more in-depth study of the algorithm developed by the ETH university, the Structural Inspection Path Planner, which consists of calculating the optimal path to inspect a structure. This study served as a starting point and comparison for the development of a new solution, designed specifically for wind farm inspection. In terms of results and implementation, we carry out the development and assembly of a VTOL, the parameterization of an autopilot to work in hybrid mode, and the development of an inspection method directed to the specific case of the inspection of a wind farm.
Os Unmanned Aerial Vehicle (UAV) estão, cada vez mais, inseridos no quotidiano do Ser Humano. A sua utilização veio permitir a substituição do ser humano em algumas tarefas consideradas de risco, tais como a inspeção de ativos elétricos como eólicas. Para além do fator de risco humano associado a estas operações, o tempo despendido na inspeção também ´e elevado. Uma solução encontrada passa pela utilização de multirotors neste tipo de inspeções. Apesar das vantagens que estes veículos apresentam, a sua autonomia não viabiliza inspeções de eólicas em cadeia. Nesta dissertação propõe-se o desenvolvimento de um Vertical Take-Off and Landing (VTOL) que permita a inspeção de parques eólicos em terra e em offshore, e o desenvolvimento de uma manobra de inspeção que permita um melhor aproveitamento das potencialidades do veículo quando se encontra em modo avião e em modo drone. No sentido de melhor entender o tópico de planeamento de trajetórias, no caso concreto do processo de inspeção, procedeu-se ao estudo mais aprofundado do algoritmo desenvolvido pela universidade Swiss Federal Institute of Technology in Zurich (ETH), o Structural Inspection Path Planner, que consiste no cálculo do caminho ótimo para efetuar a inspeção de uma estrutura. Este estudo serviu como ponto de partida e de comparação para o desenvolvimento de uma solução nova, projetada especificamente para inspeção de eólicas. Em termos de resultados e implementação, efetuamos o desenvolvimento e montagem de um VTOL, a parametrização de um autopilot para funcionar em modo híbrido e o desenvolvimento de um método de inspeção direcionado para o caso concreto da inspeção de uma eólica.
Os Unmanned Aerial Vehicle (UAV) estão, cada vez mais, inseridos no quotidiano do Ser Humano. A sua utilização veio permitir a substituição do ser humano em algumas tarefas consideradas de risco, tais como a inspeção de ativos elétricos como eólicas. Para além do fator de risco humano associado a estas operações, o tempo despendido na inspeção também ´e elevado. Uma solução encontrada passa pela utilização de multirotors neste tipo de inspeções. Apesar das vantagens que estes veículos apresentam, a sua autonomia não viabiliza inspeções de eólicas em cadeia. Nesta dissertação propõe-se o desenvolvimento de um Vertical Take-Off and Landing (VTOL) que permita a inspeção de parques eólicos em terra e em offshore, e o desenvolvimento de uma manobra de inspeção que permita um melhor aproveitamento das potencialidades do veículo quando se encontra em modo avião e em modo drone. No sentido de melhor entender o tópico de planeamento de trajetórias, no caso concreto do processo de inspeção, procedeu-se ao estudo mais aprofundado do algoritmo desenvolvido pela universidade Swiss Federal Institute of Technology in Zurich (ETH), o Structural Inspection Path Planner, que consiste no cálculo do caminho ótimo para efetuar a inspeção de uma estrutura. Este estudo serviu como ponto de partida e de comparação para o desenvolvimento de uma solução nova, projetada especificamente para inspeção de eólicas. Em termos de resultados e implementação, efetuamos o desenvolvimento e montagem de um VTOL, a parametrização de um autopilot para funcionar em modo híbrido e o desenvolvimento de um método de inspeção direcionado para o caso concreto da inspeção de uma eólica.
Description
Keywords
VTOL Wind inspection Trajectory planning Autonomous control Inspeção de eólicas Planeamento de trajetórias Controlo autónomo