Dissertação/Tese ESTIMATIVA DO VOLUME DE PILHAS DE CARVÃO UTILIZANDO UMA AERONAVE REMOTAMENTE PILOTADA (RPA) - PPGCF

Um desafio presente nas empresas produtoras de carvão vegetal é a quantificação e controle do volume de carvão em pátio nas unidade de produção. No processo mecanizado, a produção do carvão vegetal é feita em forno retangular de alvenaria, que após a pirólise é aberto e descarregado. As pilhas de carvão permanecem estocadas no pátio resfriando até o momento em que serão carregadas e transportadas para as siderúrgicas. O objetivo desse trabalho é propor uma metodologia para mensuração do volume de pilhas de carvão, a partir da estereoscopia digital utilizando aerofotogrametria e aeronave remotamente pilotada em alternativa ao tradicional estimativa baseada em levantamento GNSS/RTK (tradicional). No mesmo dia foi realizado levantamento com GNSS/RTK e coleta de imagens aéreas com uma Aeronave Remotamente Pilotada (RPA). Foram considerados duas parametrizações no processamento estereoscópico com pontos de controle: acurácia muito baixa no alinhamento das imagens, qualidade muito baixa na criação da nuvem densa, qualidade e contagem das faces muito baixa na criação da malha tridimensional (M1); e acurácia alta no alinhamento das imagens, qualidade alta na criação da nuvem densa, qualidade e contagem das faces alta na criação da malha tridimensional (M2). A partir do ortomosaico foram estimadas o volume das pilhas. Os métodos de estimativa foram comparados pelo teste de hipótese F-Graybill. O RTK e M1 foram estatisticamente iguais, apresentando uma diferença de 6,54%; e os valores de RTK e M2 foram estatisticamente diferentes, apresentando uma diferença de 7,89%. O processamento M1 resultou em valores similares processamento tradicional baseado em RTK; ganhos na estimativa volumétrica podem ser auferidos com o processamento M2, porém com maior tempo de processamento. Conclui-se que o processamento RTK pode ser substituído sem perda de informação pelo método de estimativa baseado em RPA.

A current challenge in the charcoal producers is the quantification and control of the charcoal volume stored in the production units. When mechanized, the charcoal is produced in rectangular masonry ovens, which after the pyrolysis process, is opened and unloaded. The coal piles remain stored in the yard cooling until ready to be transported to the steel mills. The objective of this work is to propose a methodology for measuring the volume of coal piles, based on digital stereoscopy and remote piloted aircraft as an alternative to the traditional estimation based on GNSS/RTK survey. On the same day the survey with GNSS / RTK and image collection using a Remote Piloted Aircraft (RPA) were carried out. The data was processed considering two set of parameters: very low accuracy in the alignment of the images, very low quality in the creation of the dense cloud, very low quality and face count in the creation of the three-dimensional mesh (M1); and high accuracy in the alignment of the images, high quality in the creation of the dense cloud, high quality and count of the faces in the creation of the three-dimensional mesh (M2). In both processes, seven control points were used. From orthomosaic the piles volume were determined. The methods were compared using the F-Graybill hypothesis test. The RTK and M1 were statistically equal, with a difference of 6.54%; and the RTK and M2 are statistically different, with a difference of 7.89%. The M1 processing resulted in similar volumes if compared to the traditional RTK processing; improvements in the volume estimation is observed using M2 processing, however with a trade-off related to time consuming. As a conclusion, RTK could be replaced without compromising information by estimation based on RPA.