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Desenvolvimento de um Sistema de Aterragem Automática Baseado em Visão para Drones Multirrotores
| datacite.subject.sdg | 09:Indústria, Inovação e Infraestruturas | |
| dc.contributor.advisor | Santos, Nuno Alexandre Antunes Martins Pessanha | |
| dc.contributor.advisor | Lobo, Victor José de Almeida e Sousa | |
| dc.contributor.advisor | Rodrigues, Alexandre Valério | |
| dc.contributor.author | Bento, Guilherme de Matos e Silva Neves | |
| dc.date.accessioned | 2025-11-15T17:46:54Z | |
| dc.date.available | 2025-11-15T17:46:54Z | |
| dc.date.issued | 2025-08-31 | |
| dc.date.submitted | 2025-11-15 | |
| dc.description.abstract | A aterragem de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) constitui uma das fases mais críticas do voo, representando um elevado risco de acidente, sobretudo em cenários marítimos e em ambientes de negação de Sistema Global de Navegação por Satélite (Global Navigation Satellite System, GNSS). Com o objetivo de aumentar a segurança e reduzir a dependência de operadores humanos, esta dissertação propõe o desenvolvimento de um sistema de aterragem automática de um VANT multirrotor, baseado exclusivamente em visão computacional. A escolha de um multirrotor deve-se à sua capacidade de voo estacionário, elevada manobrabilidade e requisitos reduzidos de espaço para a aterragem, características essenciais em plataformas navais. Deste modo, o sistema proposto recorreu a uma câmara embarcada no VANT, capaz de captar imagens a cores segmentadas nos canais vermelho, verde e azul (Red, Green and Blue, RGB), cujos dados são processados em tempo real numa estação terrestre. A partir desta informação é estimada a pose relativa ao alvo, que serve de base para a geração de uma trajetória de aterragem. Uma vez que o VANT dispõe da capacidade de executar comandos de alto nível, permitindo translações e rotações de forma autónoma, a trajetória é então executada através desses comandos, tendo como objetivo alcançar uma aterragem com erro inferior a 20 cm. A metodologia foi desenvolvida em ambiente Software-In-The-Loop (SITL), com o apoio de três componentes principais: Robot Operating System 2 (ROS 2), que estrutura a comunicação modular do sistema, o simulador tridimensional Gazebo, que reproduz sensores, dinâmica e que permite simular de forma controlada o ambiente de estudo e o ArduPilot, um firmware de código aberto amplamente usado em VANTS. A metodologia foi validada em testes simulados atingindo uma precisão de aterragem com um erro mínimo de 5 cm, mantendo-se menor que os 20cm definidos como requisito, demonstrando a viabilidade da abordagem. | por |
| dc.description.abstract | The landing of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) is one of the most critical phases of flight, posing a high risk of accident, especially in maritime scenarios and in environments where Global Navigation Satellite System (GNSS) is denied. With the aim of increasing safety and reducing dependence on human operators, this dissertation proposes the development of an automatic landing system for a multirotor UAV, based exclusively on computer vision. The choice of a multirotor is due to its hovering capability, high maneuverability, and reduced landing space requirements, which are essential characteristics for naval platforms. Thus, the proposed system used a camera embedded in the UAV, capable of capturing color images segmented into red, green, and blue (RGB) channels, whose data are processed in real time at a ground station. Based on this information, the relative position of the target is estimated, which serves as the basis for generating a landing trajectory. Since the UAV has the ability to execute high level commands, allowing autonomous translations and rotations, the trajectory is then executed through these commands, with the goal of achieving a landing with an error of less than 20 cm. The methodology was developed in a Software-In-The-Loop (SITL) environment, with the support of three main components: Robot Operating System 2 (ROS 2), which structures the system’s modular communication; the Gazebo three-dimensional simulator, which reproduces the environment; and the Gazebo simulator, which reproduces the environment. The methodology was validated in simulated tests, achieving landing accuracy with a minimum error of 5 cm, remaining below the 20 cm requirement, demonstrating the feasibility of the approach. | eng |
| dc.identifier.tid | 204029155 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.26/59796 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.rights.uri | N/A | |
| dc.subject | Veículos Aéreos Não Tripulados | |
| dc.subject | Aterragem Automática | |
| dc.subject | Visão Computacional | |
| dc.subject | Veículos Militares | |
| dc.subject | Unmanned Aerial Vehicles | |
| dc.subject | Autonomous Landing | |
| dc.subject | Computer Vision | |
| dc.subject | Military Vehicles | |
| dc.title | Desenvolvimento de um Sistema de Aterragem Automática Baseado em Visão para Drones Multirrotores | por |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| thesis.degree.grantor | Escola Naval | |
| thesis.degree.name | Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Ciências Militares Navais, na especialidade de Marinha |