Geração de trajetórias para manutenção preventiva em usinas fotovoltaicas de grande porte utilizando visão computacional e algoritmos clássicos de otimização
| dc.contributor.advisor | Severo, Tiago Cassol | |
| dc.contributor.author | Burato, Leonardo Lacerda | |
| dc.contributor.other | Martinotto, André Luis | |
| dc.contributor.other | Boff, Elisa | |
| dc.date.accessioned | 2026-10-21T13:20:56Z | |
| dc.date.issued | 2026-07-13 | |
| dc.date.submitted | 2026-07-01 | |
| dc.description | O crescimento acelerado da energia solar no Brasil, evidenciado pela expansão das usinas fotovoltaicas de geração centralizada, impõe desafios técnicos significativos relacionados ao monitoramento e à manutenção de extensas áreas operacionais. As inspeções manuais tradicionais nos ambientes demandam elevado tempo, recursos humanos e expõem os trabalhadores a riscos de segurança. Este trabalho propõe um sistema baseado em visão computacional para automatizar a detecção das fileiras de módulos fotovoltaicos em imagens aéreas e gerar rotas de cobertura para as equipes de manutenção. A arquitetura de detecção de objetos YOLOv8m é treinada para localizar as mesas fotovoltaicas, cujas regiões são tratadas como obstáculos na construção de uma máscara navegável dos corredores. Sobre a máscara aplica-se a esqueletização, que extrai o eixo central das vias, posteriormente convertido em um grafo ponderado com distâncias expressas em pixels, dada a ausência de informação de Ground Sample Distance (GSD) nas imagens. A rota de inspeção é obtida pela formulação do Problema do Carteiro Rural, na qual os corredores entre as fileiras constituem as arestas de percurso obrigatório e os trechos de conexão são empregados apenas para ligar os corredores e ajustar a paridade do grafo, utilizando o algoritmo de Dijkstra no cálculo dos caminhos mínimos das ligações. O modelo de detecção alcançou mAP@0,5 de valor médio de 0,81, e a rota gerada cobriu entre 96% e 100% das fileiras detectadas nas usinas avaliadas, com cobertura média de 97,6% e economia média de 23,4% no percurso em relação à formulação do Carteiro Chinês. [resumo fornecido pelo autor] | pt_BR |
| dc.description.abstract | The accelerated growth of solar energy in Brazil, evidenced by the expansion of centralized-generation photovoltaic plants, poses significant technical challenges related to the monitoring and maintenance of large operational areas. Traditional manual inspections in these environments demand considerable time and human resources and expose workers to safety risks. This work proposes a computer-vision-based system to automate the detection of photovoltaic module rows in aerial images and to generate coverage routes for maintenance teams. The YOLOv8m object detection architecture is trained to locate the photovoltaic tables, whose regions are treated as obstacles in the construction of a navigable mask of the corridors. Skeletonization is applied to this mask to extract the central axis of the paths, which is then converted into a weighted graph with distances expressed in pixels, given the absence of Ground Sample Distance (GSD) information in the images. The inspection route is obtained by formulating the Rural Postman Problem, in which the corridors between rows constitute the required edges and the connecting segments are used only to link the corridors and adjust the parity of the graph, using Dijkstra's algorithm to compute the shortest paths of these connections. The detection model achieved a mAP@0.5 of approximately 0.81, and the generated route covered between 96% and 100% of the detected rows in the evaluated plants, with an average coverage of 97.6% and an average travel savings of 23.4% compared with the Chinese Postman formulation. [resumo fornecido pelo autor] | en |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ucs.br/11338/15968 | |
| dc.language.iso | pt | |
| dc.subject | Engenharia da computação | pt_BR |
| dc.subject | Sistemas de energia fotovoltaica | pt_BR |
| dc.subject | Visão por computador | pt_BR |
| dc.subject | Algorítmos | pt_BR |
| dc.title | Geração de trajetórias para manutenção preventiva em usinas fotovoltaicas de grande porte utilizando visão computacional e algoritmos clássicos de otimização | |
| dc.type | Monografia | |
| mtd2-br.advisor.instituation | Universidade de Caxias do Sul | pt_BR |
| mtd2-br.campus | Campus Universitário de Caxias do Sul | pt_BR |
| mtd2-br.program.name | Bacharelado em Engenharia de Computação | pt_BR |
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