Conjunto de Ferramentas e Aplica¸ c˜ oes do Sistema

Considerando a arquitetura do sistema, ´e poss´ıvel gerar diversas ferramentas e aplica¸c˜oes a partir da combina¸c˜ao dos m´odulos e componentes presentes nas diferentes camadas do sistema. Normalmente, todas as ferramentas envolvem as trˆes camadas. Por outro lado, a presen¸ca do m´odulo de An´alise n˜ao ´e determinante para a ferramenta resultante. Portanto, o tipo de ferramenta ´e definido pelo componente do m´odulo de Aquisi¸c˜ao a ser utilizado e pela presen¸ca do m´odulo de Controle. A Tabela 7.1 resume as ferramentas que

podem ser obtidas dado o conjunto de combina¸c˜oes poss´ıveis. Al´em disso, de acordo com o componente utilizado no m´odulo de Exibi¸c˜ao, podemos ter diferentes aplica¸c˜oes para o sistema: Desktop, M´ovel, de Realidade Aumentada, de Realidade Virtual, e Vest´ıvel.

Tabela 7.1: Conjunto de Ferramentas do Sistema

M´odulo de Aquisi¸c˜ao

M´odulo de Controle Ferramenta Resultante Dados de Campo em Tempo-Real Dados de Simulador em Tempo-Real Dados Gravados

X Teleinspe¸c˜ao

X Treinamento em Teleinspe¸c˜ao

X X Teleopera¸c˜ao

X X Treinamento em Teleopera¸c˜ao X Teste e Valida¸c˜ao

A seguir, as ferramentas listadas na Tabela 7.1 s˜ao descritas.

7.1.2.1 Ferramenta de Teleinspe¸c˜ao

O uso do componente de Dados de Campo em Tempo-Real, do m´odulo de Aquisi¸c˜ao (Camada de Informa¸c˜ao), em combina¸c˜ao com os m´odulos de Middleware (Camada de Comunica¸c˜ao) e de Exibi¸c˜ao (Camada de Interface de Usu´ario), permite a cria¸c˜ao de uma Ferramenta de Teleinspe¸c˜ao. Essa ferramenta possibilita que um inspetor especia- lista, usando qualquer componente de exibi¸c˜ao, veja imagens em tempo real capturadas por um VANT e realize a inspe¸c˜ao remota dos rolos dos transportadores de correias.

7.1.2.2 Ferramenta de Treinamento em Teleinspe¸c˜ao

O uso do componente de Dados de Simulador em Tempo-Real, do m´odulo de Aquisi¸c˜ao (Camada de Informa¸c˜ao), em combina¸c˜ao com os m´odulos de Middleware (Camada de Comunica¸c˜ao) e de Exibi¸c˜ao (Camada de Interface de Usu´ario), permite a cria¸c˜ao de uma Ferramenta de Treinamento em Teleinspe¸c˜ao. Essa ferramenta permite que um inspetor em treinamento, usando qualquer componente de exibi¸c˜ao, possa ver em tempo real as imagens capturadas por um VANT simulado em um ambiente virtual. Assim, esta ferramenta pode ser usada para capacitar um usu´ario em inspe¸c˜ao remota, antes da utiliza¸c˜ao da ferramenta real de teleinspe¸c˜ao.

7.1.2.3 Ferramenta de Teleopera¸c˜ao

O uso do componente de Dados de Campo em Tempo-Real, do m´odulo de Aquisi¸c˜ao (Camada de Informa¸c˜ao), em combina¸c˜ao com os m´odulos de Middleware (Camada de Comunica¸c˜ao), de Controle e de Exibi¸c˜ao (ambos da Camada de Interface de Usu´ario), permite a cria¸c˜ao de uma Ferramenta de Teleopera¸c˜ao. Essa ferramenta permite que um especialista em inspe¸c˜ao ou controle, usando qualquer dispositivo de exibi¸c˜ao e de controle, veja imagens em tempo-real capturadas por um VANT e possa control´a-lo, por exemplo, alterando o caminho de vˆoo do mesmo. Portanto, a ferramenta possibilita a inspe¸c˜ao remota dos rolos dos transportadores de correia e o controle remoto dos VANTs que capturam as imagens utilizadas na inspe¸c˜ao. Al´em disso, a arquitetura facilita a colabora¸c˜ao e a delega¸c˜ao de tarefas. Desta forma, ´e poss´ıvel que, enquanto um usu´ario ´

e respons´avel pelo controle do VANT, um ou mais especialistas executem a tarefa de inspe¸c˜ao remota.

7.1.2.4 Ferramenta de Treinamento em Teleopera¸c˜ao

O uso do componente de Dados de Simulador em Tempo-Real, do m´odulo de Aquisi¸c˜ao (Camada de Informa¸c˜ao), em combina¸c˜ao com os m´odulos de Middleware (Camada de Comunica¸c˜ao), de Controle e de Exibi¸c˜ao (ambos da Camada de Interface de Usu´ario), permite a cria¸c˜ao de uma Ferramenta de Teleopera¸c˜ao. Essa ferramenta permite que um usu´ario em treinamento de inspe¸c˜ao ou de controle, usando qualquer dispositivo de exibi¸c˜ao e de controle, possa ver as imagens capturadas em tempo-real por um VANT simulado em um ambiente virtual e possa control´a-lo, por exemplo, alterando a altitude e outros parˆametros de voo. Esta ferramenta pode ser usada para capacitar os usu´arios no controle de VANT e na inspe¸c˜ao remota dos rolos dos transportadores de correia antes que eles usem a Ferramenta de Teleopera¸c˜ao.

7.1.2.5 Ferramenta de Teste e Valida¸c˜ao

O uso do componente de Dados Gravados, do m´odulo de Aquisi¸c˜ao (Camada de Informa¸c˜ao), associado aos m´odulos de Middleware (Camada de Comunica¸c˜ao) e de Exibi¸c˜ao (Camada de Interface de Usu´ario), permite a cria¸c˜ao de uma Ferramenta de Teste e Valida¸c˜ao. Trata-se de uma ferramenta essencial no desenvolvimento de qualquer componente do m´odulo de Exibi¸c˜ao e de toda a Camada de Comunica¸c˜ao, pois permite o teste e a valida¸c˜ao do sistema antes de sua utiliza¸c˜ao em ambientes reais ou

simulados. Com essa ferramenta, ´e poss´ıvel testar e validar aplica¸c˜oes de interface de usu´ario, como aplicativos de realidade virtual e aumentada, e o pr´oprio Middleware, que exp˜oe as APIs dos servi¸cos fornecidos pelo sistema.

O desenvolvimento e a explora¸c˜ao de todas essas ferramentas fornecidas pela arqui- tetura m´ovel do m´odulo de Assistˆencia ainda n˜ao foram conclu´ıdos. Dessa forma, na Se¸c˜ao a seguir, ´e mostrada a implementa¸c˜ao de uma prova de conceito do m´odulo de Assistˆencia usando parte da arquitetura proposta e todos os prot´otipos desenvolvidos ao longo do presente trabalho.

7.2

M´odulo de Assistˆencia – Prova de Conceito

Esta se¸c˜ao apresenta o desenvolvimento do m´odulo de Assistˆencia a partir da arquitetura do sistema mostrada na Figura 7.2. A equipe do projeto decidiu avaliar essa plataforma e os componentes do sistema usando um software simulador de VANTs ao inv´es de um VANT real. Fatores como tempo, custos e insalubridade foram os principais motivos para tomar essa decis˜ao. Al´em disso, a ferramenta resultante deve ser usada para treinamento dos usu´arios antes de sua aplica¸c˜ao em ambientes real. Desta forma, ´e apresentado um simulador de VANT integrado com as interfaces vest´ıveis de HMD voltadas para comunica¸c˜ao entre o piloto do VANT e o inspetor remoto dos transportadores de correias. A parte da arquitetura implementada nesse trabalho ´e mostrada na Figura 7.3.

A camada de informa¸c˜ao foi feita usando o simulador AirSim [123]. O AirSim ´e um plugin de c´odigo aberto, desenvolvido pela Microsoft, para simular VANTs. As imagens do simulador s˜ao enviadas para a camada de comunica¸c˜ao, que transmite os dados recebidos para os componentes da camada de interface do usu´ario. Al´em disso, foram simulados alguns alertas de manuten¸c˜ao durante a execu¸c˜ao do sistema. Um servidor com um protocolo de comunica¸c˜ao machine-to-machine (M2M) foi usado para entregar as mensagens. Duas aplica¸c˜oes distintas em realidade aumentada foram desenvolvidas: uma para o piloto e outra para o especialista em inspe¸c˜ao. O principal objetivo deste Cap´ıtulo ´e ilustrar uma poss´ıvel aplica¸c˜ao dos prot´otipos desenvolvidos no contexto da Ind´ustria 4.0. A integra¸c˜ao desta arquitetura com um VANT real e com os algoritmos do m´odulo de An´alise ser´a abordada em trabalhos futuros.

Figura 7.3: Implementa¸c˜ao do m´odulo de Assistˆencia