Barco Autónomo para Monitorização Ambiental

Abstract

Foi construída uma plataforma de superfície não-tripulada. Foi também criado software e hardware para o controlo e aquisição de dados. As missões serão realizadas em cursos naturais de água doce ou em barragens. O robô está equipado com um sonar, um sensor químico e sensores de temperatura e condutividade para extrair parâmetros batimétricos e de qualidade da água. A sua estrutura modular e elevada capacidade de carga transportável permite facilmente adicionar mais sensores e/ou capacidade de processamento. Como forma de aumentar a autonomia das baterias, um painel fotovoltaico foi instalado. Com a utilização de ROS não só se obtém uma excelente integração dos diferentes sensores e actuadores, como também proporciona ferramentas óptimas para usar nas missões de estudo de rios e alcançar bons resultados. Foram desenvolvidos drivers para o robô e para o sonar por forma a controlar a plataforma e fazer o estudo batimétrico. Para conseguir uma grelha uniforme das variáveis medidas, vários métodos de interpolação espacial foram usados. Várias comparações foram feitas entre métodos clássicos de interpolação e métodos estocásticos. O método de interpolação de kriging foi implementado por forma a ser executado em simultâneo com a missão, permitindo assim prever zonas não-navegáveis.

An unmanned surface vehicle was built and it was created software and hardware for path control and data acquisition on natural freshwater courses or dams. The robot is equipped with a sonar, a chemical sensor, a temperature and a conductivity sensor to extract bathymetric and water quality parameters. The modular structure and high payload capacity allows easy integration of more sensors and/or more powerful processing capabilities. As a way of extending the autonomy, a photovoltaic panel was installed. The use of ROS not only provides an excellent sensor e actuator integration, but also gives great tools to use in tests and to achieve good results. Robot and sonar driver have been developed in order to control paths and to do the bathymetric study. To obtain an uniform grid of measured variables, multiple spatial interpolation methods were used. Several comparisons were made between classical methods of interpolation and stochastic methods. The kriging one was implemented in order to run concurrently with the mission, thus predicting non-navigable areas.