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Autor Tópico: Plataformas robóticas na detecção e combate a incêndios florestais  (Lida 388 vezes)

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Offline artur36

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Abro este tópico na sequência do tópico sobre o drone pessoal e do enorme incêndio florestal que assola a zona centro, começo por apresentar aquele que é o meu "sonho" à uns 10 anos e que espero um dia ainda conseguir concretizar pelo menos enquanto "proof of concept".
Os incêndios florestais pelas características próprias da floresta Portuguesa apresentam uma série de problemas quer à detecção quer ao combate que poderão em parte ser suplantados pela robótica. Comecemos pela detecção:
Devido à extensa área florestal do país e com enormes áreas "isoladas", sem habitações ou estradas com movimento em quilómetros que permitam às pessoas aperceberem-se atempadamente dos incêndios muitos destes quando surge o alarme já estão numa fase bastante avançada. Aqui a robótica poderá ajudar, como já falaram no outro tópico uma das possibilidades é o uso de postos de "observação robótica" espalhados pela floresta com capacidade de detecção remota e comunicação entre os vários postos e entre estes que permita assim a confirmação dos alarmes para reduzir os falsos positivos, assim como fazer a triangulação para a localização mais precisa do foco de incêndio. Do que tenho memória já houve pelo menos um sistema deste género em testes (não sei se é o mesmo sistema que o @jm_araujo fez parte) mas nunca mais se ouviu falar dele, calculo que se tenha chegado à conclusão que não era um sistema viável. Este tipo de detecção já é realizado à bastantes décadas em postos de vigia florestais com recurso a guardas florestais (quando estes existiam) e\ou civis com alguma formação, aqui na minha zona estes postos de vigia localizam-se em alguns pontos estratégicos da serra mais alta localizados em alguns marcos geodésicos secundários, este sistema tem alguma eficácia mas também alguns problemas que passo a analisar:
- Raio de visão\detecção reduzido devido ao declive, a visão só é completamente garantida até elevação imediatamente a seguir, se observarem a imagem a seguir vêm que mesmo que coloquemos um posto de observação no ponto mais alto só temos visibilidade até à primeira elevação, a encosta oposta desta segunda elevação vai estar num ponto cego e o fogo só será detectado quando passar acima dessa elevação, atrasando a detecção e reduzindo a precisão do local de detecção.

- Como aumento da distância o grau de precisão vai diminuindo grandemente dificultando a triangulação.
- Com o aumento da distância surgem muitos falsos positivos decorrentes da actividade humana, na minha zona eram "típicos" os falsos alarmes do posto de vigia ao inicio da manhã em que o fumo de uma caldeira industrial eram frequentemente confundidos com um incêndio, ainda para mais como se localizava num ponto cego onde não era visível a origem precisa do fumo os alertas muitas vezes eram dados para locais afastados dalí pelo que nem sempre se sabia à partida que era um falso alarme.

Em minha opinião um sistema destes para ser minimamente eficaz teria de ser com câmaras de alta resolução, quer de "standard" quer de visão térmica para confirmação "humana" das situações de alarme, e numa rede bastante grande com câmaras pelo menos "elevação sim elevação não" e dispostas de maneira a permitir triangulação em todos os pontos de visão (cada ponto de detecção teria de ser visto por pelo menos dois pontos de vigia), facilmente se percebe que por muito barato que se consiga produzir estes pontos de vigia a rede se torna incomportável de criar para áreas que o justifiquem (parques e matas nacionais por exemplo) dada a quantidade de postos de vigia a instalar e dados a processar.

Na detecção as plataformas voadoras conseguem reduzir grandemente estes problemas, uma vez que são plataformas móveis poderiamos reduzir grandemente a quantidadede postos de vigia pois uma só aeronave cobriria eficazmente uma área muito maior, uma aeronave poderia aproximar-se do local onde foi detectado o foco de incêndio para ter a certeza do alarme e até mesmo obter dados como acessos e pontos de água que permitam agilizr o ataque inicial.


No combate aos incêndios também a robótica poderá ajudar, nomeadamente no apoio à decisão e planeamento, permitindo de uma forma mais eficaz ter uma boa visão daquilo que está a arder bem como daquilo que irá arder a seguir, esta visão não é possível de ter de modo algum ao nível do solo dadas as dimensões que um incêndio florestal facilmente atinge. Em situações extremas uma plataforma robótica voadora pode ser eficaz na detecção de pessoas encurraladas pelo fogo ou desaparecidas no meio da floresta.
« Última modificação: 19 de Junho de 2017, 22:17 por artur36 »

Offline artur36

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Re: Plataformas robóticas na detecção e combate a incêndios florestais
« Responder #1 em: 19 de Junho de 2017, 22:16 »
Vou agora apresentar aquele que é o meu "sonho", todas as ideias que aqui vou expor não passam disso mesmo, ideias, nunca tive hipóteses de começar a colocá-las em prática. Partilho aqui as minhas ideias para toda a comunidade, quem as quiser usar é livre de o fazer, embora gostá-se que, caso um dia elas dêem origem\ajuda ao projecto de alguém, fosse informado disso para dentro dos possíveis acompanhar tal projecto e eventualmente até dar a minha ajuda.

A minha ideia base é uma aeronave não tripulada de asa fixa com capacidades de voo autónomo equipada com:
- Câmaras de visão térmica e "standard" com processamento de imagem a bordo;
- Capacidades de comunicação para transmissão em tempo real dos alarmes detectados, das imagens associadas a esses alarmes e dos restantes dados adquiridos;
- Sistema de localização (GPS) de elevada precisão para uma correcta geo-referenciação dos alertas e permitir voos a baixa altitude de forma autónoma;
- Boa capacidade de carga para permitir o transporte de todos os equipamentos;
- Boa autonomia de voo para permitir realizar missões reais e que realmente produzam resultados palpáveis;
- Boa velocidade para permitir a cobertura em tempo útil de uma grande área com apenas uma aeronave.

Para perceberem o que entendo por uma boa autonomia e área coberta por uma só aeronave, penso que bons valores para testes seriam capacidade para cobrir uma área de 40km2 no máximo numa hora, num voo único e com reserva de pelo menos 30% para prever passagens repetidas nos locais de alarme detectado para confirmação e recolha de dados adicionais.

Offline Njay

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Re: Plataformas robóticas na detecção e combate a incêndios florestais
« Responder #2 em: 19 de Junho de 2017, 22:37 »
Eu acho que sistema tem que ser descentralizado, por causa do tempo de resposta. Se metes um avião no ar para andar a varrer terreno, ficas logo aí com uma latência de detecção muito grande. Além de que o avião tinha que estar constantemente no ar... o que parece ser à partida uma forma muito ineficiente de vigia, e impede a utilização de energias renováveis.
O único sistema centralizado que poderia funcionar (e não sei se há tech para isso) era um (ou vários) satélites - que também têm as suas desvantagens/limitações.
« Última modificação: 19 de Junho de 2017, 22:39 por Njay »

Offline artur36

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Re: Plataformas robóticas na detecção e combate a incêndios florestais
« Responder #3 em: 19 de Junho de 2017, 22:46 »
O processamento dos dados teria de ser sempre a bordo em tempo real, mal fosse detectado um alarme os dados compactados eram enviados para o posto de controlo para eventual confirmação manual e activação dos meios, a única latência que vejo seria o processamento de dados a bordo para redução dos dados que é necessário transmitir, não sei qual a capacidade real de processamento de imagem dos SBC's da "moda" (Raspberry pi e afins) mas o sistema se consegui processar um fotograma a cada segundo seria mais que suficiente e a latência seria na prática zero, após o alarme inicial durante o voo a "grande altitude" a aeronave reduziria a altitude e faria uma ou mais passagens na zona do alarme com vista à recolha de mais imagens para análise mais detalhada que já poderia ser feita no posto de controlo.

Offline Njay

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Re: Plataformas robóticas na detecção e combate a incêndios florestais
« Responder #4 em: 19 de Junho de 2017, 23:01 »
Tu falaste em "cobrir uma área de 40km2 no máximo numa hora"... então afinal estás é a falar de um avião de grande altitude que abrange de uma só vez uma área enorme de terreno (como um satélite... mas um satélite encontrar-se-ia bastante mais alto)?

Offline artur36

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Re: Plataformas robóticas na detecção e combate a incêndios florestais
« Responder #5 em: 19 de Junho de 2017, 23:09 »
A "grande altitude" estava entre aspas para contrapor com a baixa altitude, a minha ideia seria uma aeronave para cobrir um concelho médio, voaria a uns 50 metros acima do ponto máximo de altitude da área a vigiar descendo apenas para confirmar alarmes detectados por exemplo em vales.

Offline LVirtual

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Re: Plataformas robóticas na detecção e combate a incêndios florestais
« Responder #6 em: 20 de Junho de 2017, 08:37 »
Artur tambem nao precisava de descer se houvesse um sistema de minidrones de curto alcançe, digamos 10 kilometros ou um pouco menos cada um. O drone que estivesse estacionado mais proximo das coordenadas assinalada, seguiria de imediato para lá para fazer uma verificaçao in loco e que ate podia levar outro tipo de sensores ou algo como ja falei antes no outro topico, levar alguns meios de pre-extinçao ou de reduçao o mais possivel do alcançe do foco de incendio.

As ideias que apresentaste no iniciod este topico estao de acordo com as minhas proprias ideias para um sistema assim. ;)

Podes ter um drone de asa fixa a uma altitude elevada desde que nao coincida com os corredores aereos existentes, ou entao mais acima do plano de voo desses corredores e que ate poderia cobrir uma area bem maior que os 40 Kms2. sei porque ja vi na net que a drones/avioes que para alem de terem sistema proprio de propulsao tambem actuam como planadores para poupar energia.
Por isso se calhar nao sairiam muito caros.

Depois a um nivel mais perto do solo, eventualmente seguindo o relevo do mesmo, uma plataforma voadora equipada com meios de extinçao minimos e capaz de voar uns 10 kilometros ate ao local de incendio levando com ela mini-drones para servirem de transponderes para zonas cegas nas comunicaçoes, com diversos minidrones dedicados a uma funçao especifica, os consumos de energia sao muito menos em cada um.

A Plataforma principal, sendo maior e com mais capacidade de carga como aquela do video que deu origem a tode este debate, pode muito bem levar sistema de carga para 3 ou 4 minidrones se manterem no ar uns minutos ate todos os dados relevantes acerca do incendio serem transmitidos.
uma das coisas a ser transmitida poderia ser a velocidade e direcção do vento naquele local exacto bem como diversas amostragens da temperatura do ar em redor, ate mesmo nivel de humidade do ar e do solo com um drone especifico para terra/ar.

Se os decisores dos centros de comando souberem todos os dados fisicos em torno do ponto do incendio acredito que possam tambem fazer uma gestao mais eficaz do trabalho a fazer...

ate mesmo um dos drones ser especifico para alertar as casas mais proximas se as houver atraves de mensagens sonoras.

se ha drones com capacidade para voarem a varias centenas de metros de altitude ou capazes de atingir grandes "velocidades" e aguentarem 10 ou 15 minutos a voar como acontece nos campeonatos de corridas de drones que existem, tambem esses drones podem ser aplicados a isto...

Offline Njay

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Re: Plataformas robóticas na detecção e combate a incêndios florestais
« Responder #7 em: 20 de Junho de 2017, 13:23 »
A "grande altitude" estava entre aspas para contrapor com a baixa altitude, a minha ideia seria uma aeronave para cobrir um concelho médio, voaria a uns 50 metros acima do ponto máximo de altitude da área a vigiar descendo apenas para confirmar alarmes detectados por exemplo em vales.

Mas nesse caso então voltamos ao que eu me referia, da latência de detecção. Se voa tão baixo, leva tempo a varrer a sua área de actuação, até tanto tempo quanto o necessário para a varrer.

Offline LVirtual

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Re: Plataformas robóticas na detecção e combate a incêndios florestais
« Responder #8 em: 20 de Junho de 2017, 13:49 »
Se voar na altitude certa e com o firmware adequado consegue detetar um ponto quente mesmo a 12 kilometros de altitude. Ja existe ha anos esta tecnologia e nao é porque aparece em filmes que nap é possivel usar. Tecnologia para detectar um pixel mais "quente" que oitro ja existe desde que se olha para as estrelas mais a serio e tanto quanto me lembro ha portugueses envolvidos nessa tecnologia.
Se depois de ser detetado o pixel mais vermelho se chamar um drone com mais definicao fotografica para ir ver no local o que se passa e se essa imagem estiver a ser avaliada por um bombeiro especialuzado em zonas quentes, de certeza que se for fogo o corpo de bombeiros mais proximi vai la estar em poucos minutos se nao tiver que esperar pela autorizaçao da proteçao civik.
Ja soube de pessoas que ficaram bem pior em acidentes a 500 metros do quartel de bombeiros porque quem tem autoruzaçao para la ir e o inem com uma ambulancia que vem do concelho mais distante possivel. O problema nem sempre sao os meios mas sim a estupidez das pessoas que decidiram por uma "trela" nos corpos de bombeiros.

Offline TigPT

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Re: Plataformas robóticas na detecção e combate a incêndios florestais
« Responder #9 em: 20 de Junho de 2017, 15:19 »
A meu ver a resolução passava por um drone de assa grande o mais auto suficiente possível (painéis solares) parecido com os drones do google e do facebook para distribuir Wi-Fi em Africa e na índia.


Equipado com câmaras de boa qualidade com lentes para permitir fazer um zoom, poderiam voar a km de altura e fazer varrimento mudando a direcção para onde apontam as lentes em vez de terem que se deslocar eles próprios por cima do terreno.

Assim podemos com menos equipamentos e com menos deslocação (faziam quase de balões ou zapplins) fazer um varrimento grande de terreno apenas mudando posição para onde apontam as lentes.

Complementados com pequenos dones locais mais ágeis que em caso de um alerta, poderem de imediato levantar voo e em poucos minutos estar a sobrevoar de perto o local para poder confirmar ou descartar o possível foco de incêndio.

Acho que este tema deve de ter estudado e se pode arranjar boas medidas, mas volto à bater na mesma tecla, para mim é mais fácil de implementar e mais eficaz focar em métodos de comunicação à população.

A detecção é importante de melhorar e quanto mais cedo se actuar melhor, mas também é importante comunicar de forma rápida e eficaz com a população permitindo evacuar zonas de risco antes de serem apanhadas pelo incêndio.

Offline LVirtual

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Re: Plataformas robóticas na detecção e combate a incêndios florestais
« Responder #10 em: 20 de Junho de 2017, 16:53 »
Tiger. Como disse à bocado essa parte da informaçao à. Popuçpopulacao sera sempre o 3° passo deste sistema a par do alerta as autiridades.
Se por exemplo as plataformas de verificaçao estiverem estacionadas na sede do concelho ou no quartel dos bombeiros ou no edificio da pilicia iu camara municipal. Poderia sempre haver no mesmo momento um pre aviso de prevençao às. Populaçoes da zona acerca da possibilidade de um incendio nas terras do sr. A ou B.
A maie parte da eficacia deste sistema passa mais pela boa comunicaçao e partilha de informaçao wm tempo real pelas pessoas interessadas do que prpriamente por tecnologia de ponta. Toda a tecnologia necessaria ja existe mas nao é. Usada nestas situaçoes,

Offline LVirtual

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Re: Plataformas robóticas na detecção e combate a incêndios florestais
« Responder #11 em: 12 de Agosto de 2017, 10:48 »
vamos lá reacender este incendio, passe a expressao.

Descobri agora a minutos atras no facebook um video que exemplifica completamente a tal plataforma de que eu falei aqui duma forma bem melhor que aquela que eu tinha imaginado. :)
ha coisas do caraças.
É certo que é apenas Ficção Cientifica (FC) pá mas basta haver verdadeira vontade de todos, mesmo dos "engenhocas" teoricos para se conseguir chegar lá antes do proximo milénio.

nao sei se toda a gente aqui usa o facebook, mas a pagina nao tem suporte noutros meios ciberneticos por isso
fica aqui o link do video no face.
https://www.facebook.com/tipbandits/videos/1925136957724238/

edit: afinal consegui encontrar o video noutra rede de videos mais aberta:
http://www.downvids.net/futuristic-transportation-concept-like-y-tip-bandit-1224322.html


divirtam-se a "explodir" de raiva contra os maluquinhos :o da energia zero.  :P  ;)
« Última modificação: 12 de Agosto de 2017, 10:53 por LVirtual »

Offline SerraCabo

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Re: Plataformas robóticas na detecção e combate a incêndios florestais
« Responder #12 em: 12 de Agosto de 2017, 15:57 »
Tenho andado a pensar nesta coisa e parece-me que é possível, com um pequeno enxame de pequenos drones, uns mais pequenos que não poderiam voar sempre, outros com mais pedalada para poderem voar com mais vento, fazer-se uma boa cobertura do território. Teria que ser um pouco mais em altitude para rentabilizar cada bicho.

Mesmo para bichos mais fracos, seria possível voarem com bastante vento desde que ele soprasse apenas em altitude e proporcionasse uma rota favorável (à boleia do vento). Com mais ou menos GPSs e GSMs e a coisa funcionaria.

O único problema que me ocorreu, difícil de digerir, seria o risco de incêndio pela queda de um drone.

Tanto quanto conheço o país, a única entidade que poderia tomar conta de uma coisa destas seria a Força Aérea, pelo menos por ter bases aéreas um pouco por toda a parte e ter uma estrutura de comando. A porra é que as forças armadas estão com um índice de insipiência de tal ordem que já nem dos paióis conseguem tomar conta.

Esta coisa serviria para avisar as populações para fugirem do fogo porque, sendo o território aquilo que é e face ao abandono da agricultura (na prática abandono do território), e a não ser em casos raros, nada há que consiga apagar o fogo. A conversa dos meios de ataque ao fogo (quase pólvora) é conversa da treta.

Entretanto, conhecendo os tentáculos do estado e da política, apareceria um enxame de "reguladores", "regulamentadores", "observatórios" e "comissões multidisciplinares e de 'saberes' universitários para acompanhamento e monitorização do processo " e nunca jamais alguma coisa poderia funcionar excepto a infalível máquina de torrar impostos.

Quanto à população fugir ao fogo, os tais "meios" nunca previram a possibilidade de haver forma das pessoas se esconderem (basicamente buracos). Quando estala a borrasca, a malta foge em qualquer direcção ...
« Última modificação: 12 de Agosto de 2017, 15:59 por SerraCabo »
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