CURSO Drone para Iniciantes(1)

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Drone para Iniciantes
 Material exclusivo do aluno do curso on-line “Drone para Iniciantes”.
DRONAVE tem como foco a Geoengenharia de Drones, uma atividade que agrega os 
conceitos geográficos
à condição de geolocalização dos drones para realização de missões de engenharia.
 Dedica-se ao trabalho de aerofotogrametria, mapeamento e
 modelagem tridimensional de superfície e terreno, 
 geração de ortomosaicos, curvas de nível e
 demais artefatos de cartografia.
 Oferece cursos de especialização de profissionais,
 com aulas teóricas e práticas em pilotagem,
 mapeamento e missões autônomas de voo. 
 Realiza, também, cobertura de eventos
 culturais e esportivos, com produção e
 edição de vídeos e imagens aéreas.
A Dronave
O professor Simione Campelo é fundador da Dronave Soluções Aéreas, e também:
 Pós-graduado em Engenharia da Computação com ênfase em Geomática
 pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro
 Bacharel em Ciências da Computação - Universidade Católica de Petrópolis.
 Analista de Sistemas e Dados Espaciais – Unisys, Microsoft, PUC, Petrobras,
 Marinha do Brasil, ICA Instituto Cartográfico da Aeronáutica.
 Analista de Dados Espaciais - PUC, Petrobras, Marinha do Brasil,
 ICA Instituto Cartográfico da Aeronáutica.
 Empreendedor no segmento de inovação e tecnologia (VANTs).
Apresentação profissional
Sumário
• Introdução;
• Legislação;
• Componentes de um veículo aéreo não tripulado (VANT);
• Plataformas para os sensores;
• Sensores e o espectro eletromagnético;
• Sensores ativos e passivos;
• Aerofotogrametria - modelo digital
• Vantagens do uso do drone;
• Conclusão e visão futura;
• Agradecimento;
• Perguntas.
Imagem disponível em: 
spectrum-drone-
services.co.uk
Próprios para uso recreativo e comercial, drones são controlados remotamente para realizarem voos manuais 
e autônomos, quando seguem planos de voo controlados por software, utilizando seus sistemas embarcados 
em conjunto com os sensores de bordo e GPS. 
 
A portabilidade e a disponibilidade imediata de voo, aliados à acurácia posicional geográfica do GPS 
embarcado no drone, possibilitam inúmeras formas de uso e evidenciam a produtividade trazida pelos robôs 
voadores.
Os drones são mais formalmente conhecidos como veículos aéreos não tripulados (VANTs) e compõem o 
cadastro do sistema de aeronaves não tripuladas (SISANT) da ANAC.
A contrapartida ao acesso à toda essa tecnologia é o comprometimento do piloto em conduzir sua aeronave 
não tripulada dentro das normas definidas pela ICA100-40, instrução aeronáutica que norteia e regula as 
atividades no espaço aéreo brasileiro, desenvolvida pelo departamento de controle do espaço aéreo, DECEA. 
Cabe a todo piloto conhecer e respeitar as determinações do órgãos reguladores.
Introdução
Legislação
 ANATEL
 Homologação do aparelho individual no site associado ao proprietário 
 Gera número que é etiquetado no controle e no drone
 ANAC
 SISANT
 DECEA (Departamento de Controle do Espaço Aéreo): 
 SARPAS
 Autoriza plano de voo, informando drone e piloto
 Em espaço confinado não é necessário
 Até 30m de altura, apenas informação 
 Até 120m resposta em 5 min, acima disso mais demorado
 MINISTÉRIO DA DEFESA
Classificações
 Alcance
 VLOS (Visual Line-Of-Sight) – alcance visual pelo piloto. 
 Normalmente a restrição depende do tamanho (visibilidade) do drone. 
 EVLOS (Extended VLOS) 
 Usa observadores como apoio, em comunicação por rádio com o piloto: 
 BVLOS (Beyond VLOS)
 Exige curso de pilotagem, exames diversos.
 Peso e altura 
 Classe 1 – Peso máximo de decolagem maior que 150 kg
 Classe 2 – Peso máximo de decolagem maior que 25 kg e até 150 kg
 Classe 3 – Peso máximo de decolagem de até 25 kg
 Peso máximo de decolagem de até 250g
 www.anac.gov.br/assuntos/paginas-tematicas/drones/classes-de-drones
Seguro obrigatório para voo profissional
• Seguro contra terceiros 
O seguro RETA protege contra danos a 
terceiros, não fornecendo cobertura de 
casco da aeronave.
• Seguro anual: próximo a R$ 500,00.
• Obrigatório para voos profissionais.
• Indicado para voos recreativos 
Momento de aprendizagem, piloto 
mais sujeito a cometer erros
• Seguradoras acessam log de voo.
Pontos de atenção
• Vento
Impacto na duração do voo, na regulagem dos componentes embarcados 
no drone e nos sticks do rádio. O gimbal trabalha para manter a 
horizontalidade da imagem.
• Calor
Nem muito quente, nem muito frio. O drone é sensível a temperaturas 
extremas e pode apresentar comportamento inesperado ou desligar.
• Voando sem GPS 
No modo ATTI, o drone não consegue se manter estável em um ponto no 
espaco sem amarração dos satélites. Controle manual e contato visual 
apenas.
• Home Point
Definir local e forma de pouso e decolagem aumenta a produtividade e a 
segurança de voo. Sem ele, seu drone não volta para casa sozinho.
Os sensores do drone
• Frontal e lateral contra colisão 
– Requerem luz de ambiente
– Desabilitável
• Inferior
– Procura evitar pousos em superfície irregular
– Evita a água
– Mas afunda em água muito escura
• GPS 
– Exige contato com vários satélites (o app de controle informa)
• Bússola
– Exige calibração (o app de controle informa)
Regras e melhores práticas
• Manter 30m de afastamento lateral de qualquer pessoa não anuente
• Não pode voar acima da cabeça de ninguém que não autorizou
• Se cobrir uma festa, então coloque no convite
• O proprietário do terreno / prédio deve autorizar
• O firmware atualizado traz o mapa de áreas restritas (aeroportos etc.)
• É proibido voar 7 km na frente da cabeceira da pista (nas duas direções) e 2 km na 
lateral
• Área rural: altura máxima 60m
• A responsabilidade é do piloto!
Outras dicas
• Modo
– GPS: normal em área externa. 
Seguro.
– Esporte: para chegar rapidamente 
ao objeto, depois mudar para GPS. 
Cuidado, desliga os sensores de 
colisão.
– ATTI: onde não tem GPS. Cuidado, 
inseguro!
• Cuidado com pouso automático: objetos 
soltos podem danificar as hélices 
 Agilidade no processo decisório:
– Informações geográficas e visuais em tempo real;
– Excelente qualidade das imagens e informações posicionais.
 Menor tempo de resposta;
 Menor custo operacional;
 Persistência de imagens e alimentação da base de dados 
 para análises temporais;
 Retroalimentação de cenários.
 Vantagens esperadas com o uso do drone
Componentes de um veículo aéreo não tripulado - VANT
Rádio Controle
Plataformas
Sensores
 iPad 
Tablet
iPhone 
Android
Posicionamento 
por satélite 
+
Softwares e aplicativos
Plataformas para os sensores
Os sensores ativos e os passivos
Termal
Radar
RGB
Sonar
Os sensores e as faixas do espectro eletromagnético
Termal
Infravermelho
LiDAR Radar 3D
RGB
Infravermelho Próximo
Imagens de diferentes espectros
Aquisição da imagem: máquina fotográfica imita o olho
Paralaxe: o efeito 3D
https://quillandpad.com
O planeta é um geóide
A Terra não é plana, sequer redonda. É um corpo celeste em mutação, deformado pelo 
movimento constante de rotação e pela heterogeneidade de sua própria massa. Sua crosta vive 
em constante regeneração, alterando continuamente sua topografia. E é preciso estudá-la. 
Medição e cálculo de volume de um geóide
Como a terra não é uniforme, nenhuma equação define sua forma e, por isso, não somos capazes 
de realizar medições precisas, algo profundamente impactante para obras de engenharia. Foi 
preciso, de alguma forma, encontrar uma maneira de medir e calcular volumes e áreas na 
superfície da Terra com precisão.
 
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Elipsóide de Revolução
Como a terra não é redonda, para medi-la com precisão são usados elipsóides, que são 
associados a pontos de contato com a superfície do geóide, conhecidos por datum. Cria-se, 
assim, uma importante referência espacial para geração e administração de informações 
geográficas da região. Quanto mais próximo do ponto, maior a precisão das medidas.
Projeção, de que ponto as coisas sãovistas
Amarrado a um ponto da crosta terrestre por um datum, o elipsóide de referência pode agora 
representar matematicamente, com precisão suficiente, aquela região de interesse. E na 
projeção desejada.
Região de 
interesse 
 Datum
Elipsóide de 
referência 
Ground Sample Distance (GSD)
A escala da imagem
edisciplinas.usp.br
Descobrindo a escala da imagem de voo
Altitude = 120m
Lente = 35mm
Cota do Terreno = 14m
Altura (H) = 120-14 = 106m
E = 35/106000 =1/3000
O mapeamento de um determinado território com aquisição de imagens a uma 
altitude de 120 m com uma câmera objetiva normal e uma cota média do 
terreno de 14m, teria qual escala aérea como resultado?
edisciplinas.usp.br
Aquisição da imagem com drone: o trajeto da missão 
Equação de Colinearidade – o equilíbrio das imagens
Equação de colinearidade
Aquisição da imagem com drone: as câmeras 
Pontos coincidentes para formação de ortomosaico
Durante o voo, uma ortoimagem é adquirida a cada determinado intervalo. 
Assim, um único ponto pode ser capturado várias vezes em diferentes 
ortofotos e de variados pontos de vista. Isso referencia o ponto 
geograficamente e permite sua visualização tridimensional.
Gerando o efeito paralaxe
Sobreposição longitudinal – direção do voo
Representa o eixo mais importante na geração dos 
pontos que comporão a nuvem para modelagem.
Superposição mínima recomendada entre 60% e 
80%. Cada ponto coletado traz informações espaciais 
que ajudarão na formação do modelo digital do alvo. 
Sobreposição lateral – perpendicular ao voo
Representa o eixo secundário na geração dos pontos 
que comporão a nuvem para modelagem. 
O deslocamento da imagem deve acontecer também 
lateralmente, porém é suficiente algo na razão de 
60%, aproximadamente. Importante para evitar 
buracos no ortomosaico.
 
10 m
8 m
4 
m
2 m
1,
6 
m
2 m
O ortomosaico: ortofotos combinadas em uma só imagem
 Grande definição de imagem;
 Reconhecimento de objetos de poucos centímetros no solo;
 Precisão posicional geográfica;
 Imageamento preciso de grandes áreas;
 Cálculo de áreas e distâncias;
 Planejamento de missão.
Modelos Digitais – a métrica nas imagens
 Nuvem densa de 
pontos
 Ortomosaico 
georreferenciado
 Modelo digital de 
superfície
 Modelo digital de 
terreno
 
 Modelos 3D
 
 Cálculos e medições de 
áreas e volumes 
25 m
Softwares para aerofotogrametria com drones
Entrando no módulo de plano de voo do GSPro DJI
Localização da área de voo (DJI GSP)
Configuração dos parâmetros para a missão
Área da missão
O planejamento de voo foi salvo como AABB Piratininga, RJ e estará disponível para execução 
durante a atividade em campo e enquanto não for excluído da relação de missões.
Guardando a missão em arquivo
Softwares para aerofotogrametria com drones na nuvem
Softwares para processamento das imagens
O processamento de imagens
 Alinhamento das imagens
 Amarração dos pontos homólogos
 Geração da nuvem densa de pontos
 Construção do modelo
 Tratamento de textura
 Extração de ortomosaico
 Modelagem tridimensional
 Funcionalidades avançadas como
 Medição precisa de área
 Cálculo de volume
 Outros
• Os drones vieram para ficar.
• Tornaram-se ferramentas imprescindíveis para a coleta de informações mais 
objetivas, confiáveis e perenes, que permitem o encurtamento do ciclo decisório, 
antecipando e qualificando a tomada de decisão. 
• O fluxo contínuo de informação confiável é ponto vital para a antecipação e 
prevenção de eventos. 
• Imagens, de alta qualidade e de locais tão estratégicos como improváveis, em 
tempo real ou pós-processadas, são certamente uma vantagem considerável na 
formação de um cenário atualizado. 
• Some-se a isso a presteza e condição de acessibilidade características de um drone 
e se tem uma excelente ferramenta de produtividade.
O que vem por aí e o drone com isso
• Prática de pilotagem.
• Aerofotogrametria – teoria e prática.
• Classificação de nuvem de pontos e tratamento de ortomosaico.
• Modelagem 3D. 
• Fotografia e filmagem com drone – teoria e prática. 
• Aquisição de pontos de apoio – teoria e prática.
Outros cursos de especialização em drone
 Praia do Diabo, Copacabana, Arpoador, Ipanema, Jardim Botânico, Leblon, Morro Dois Irmãos, 
 Vidigal, Pedra da Gávea, Lagoa Rodrigo de Freitas, Jóquei – Zona Sul, Rio de Janeiro.
Litoral do Rio de Janeiro
Perguntas
Obrigado!
Simione Campelo
+55 21 99135-5529 
facebook.com/drone.dronave/
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