Esta disserta¸c˜ao encontra-se estruturada em seis cap´ıtulos.
Neste cap´ıtulo introdut´orio identifica-se o problema que deu origem ao presente trabalho enquadrando-o no tema mais vasto da navega¸c˜ao aut´onoma de ve´ıculos m´oveis de apoio `as atividades vitivin´ıcolas em terrenos pouco estruturados onde pr´aticas de viticultura de precis˜ao j´a s˜ao uma realidade ou urge implementar. S˜ao aqui apresentados os objetivos e os fatores que motivaram a sua realiza¸c˜ao, bem como os seus contributos mais marcantes.
No cap´ıtulo seguinte, intitulado navega¸c˜ao aut´onoma em vinha de encosta em pata- mares, faz-se uma reflex˜ao sobre a atividade cient´ıfica desenvolvida e publicada nas
1.5. ORGANIZAC¸ ˜AO DO DOCUMENTO DA TESE 17
quatro ´areas de estudo em que incide este trabalho. Nomeadamente no ˆambito da determina¸c˜ao de mapas, mencionando as t´ecnicas de levantamento de informa¸c˜ao 3D do terreno; no ˆambito da determina¸c˜ao das linhas de condu¸c˜ao para auxiliar a navega¸c˜ao, referindo os m´etodos de esqueletiza¸c˜ao; e, no ˆambito das t´ecnicas de pla- neamento de trajet´orias, fazendo referˆencia aquelas que envolvem cumulativamente opera¸c˜oes de determina¸c˜ao do percurso ´otimo entre duas localiza¸c˜oes e as que en- volvem a cobertura de uma ou mais zonas, previamente delimitadas, dispersas no mapa. Faz-se ainda referˆencia, no final de cada subsec¸c˜ao, ao modo como o assunto abordado se relaciona com o presente trabalho.
Nos cap´ıtulos 3 e 4, intitulados “Mapa 3D da vinha e linhas de condu¸c˜ao”e “Planea- mento de trajet´orias em vinha de montanha”, respetivamente, encontram-se descri- tos os contributos fundamentais deste trabalho nas diferentes vertentes supracitadas. Nestes, o problema ´e caracterizado numa fase inicial, sendo depois apresentada a metodologia encontrada para a sua solu¸c˜ao e, por fim, apresentados os resultados. Quando necess´aria a sua valida¸c˜ao, s˜ao tamb´em referidas as a¸c˜oes desencadeadas para o efeito.
No cap´ıtulo 5, referente `a aplica¸c˜ao VVPP, apresenta-se a arquitetura da ferramenta desenvolvida para simultaneamente executar as diferentes a¸c˜oes executadas durante a trabalho e permitir a f´acil intera¸c˜ao com o utilizador. As funcionalidades da aplica¸c˜ao VVPP s˜ao explicadas de forma sucinta.
No ´ultimo cap´ıtulo, ´e efetuada uma an´alise do trabalho na sua globalidade, reti- rando as devidas conclus˜oes. S˜ao apontadas as contribui¸c˜oes relevantes e efetuada a sua discuss˜ao cr´ıtica. ´E ainda avaliada a forma como o trabalho poder´a ser com- plementado ou servir de incentivo para trabalhos futuros.
2
Navega¸c˜ao aut´onoma em vinha
de encosta em patamares
No cap´ıtulo anterior foi feito o enquadramento `a navega¸c˜ao aut´onoma em espa¸cos abertos n˜ao estruturados, como ´e o caso de terrenos agr´ıcolas. Neste cap´ıtulo s˜ao introduzidas as tem´aticas e apresentados os desenvolvimentos encontrados nas ´areas abrangidas pelo presente trabalho de tese, nomeadamente nos que diz respeito `as t´ecnicas de levantamento com GPS para elabora¸c˜ao de um modelo tridimensional de um terreno agr´ıcola, determina¸c˜ao das linhas de condu¸c˜ao de forma autom´atica, planeamento de trajet´orias e aplica¸c˜oes de apoio `a navega¸c˜ao.
Esta abordagem visa enquadrar o problema mais espec´ıfico do planeamento de tra- jet´orias em vinha de encosta sistematizada em patamares numa quinta t´ıpica da RDD.
2.1
Enquadramento
Na RDD a vinha encontra-se plantada ao alto, em patamares largos ou estreitos e em micro patamares em antigos geios, segundo as novas t´ecnicas, como se pode observar nas Figuras2.1, 2.2, 2.3 e 2.4 (Magalh˜aes, 2012).
20 CAP´ITULO 2. NAVEGAC¸ ˜AO AUT ´ONOMA EM VINHA DE ENCOSTA EM PATAMARES
Figura 2.1 – Planta¸c˜ao em filas ao alto.
Figura 2.2 – Planta¸c˜ao em patamares largos.
Figura 2.3 – Planta¸c˜ao em patamares estreitos.
Figura 2.4 – Planta¸c˜ao em micro patamares.
No caso particular da vinha plantada em patamares estreitos, muitas vezes desni- velados e com comprimentos n˜ao uniformes devido `a necessidade de acompanharem a encosta, a condu¸c˜ao de m´aquinas para realiza¸c˜ao de opera¸c˜oes culturais ´e uma tarefa dif´ıcil de realizar de forma autom´atica. S´o um perito na condu¸c˜ao, conhece- dor da topografia do terreno, consegue realizar as opera¸c˜oes na sua plenitude e sem
2.2. MODELO DIGITAL DE ELEVAC¸ ˜AO 21
acidentes.
A inclus˜ao de pr´aticas de viticultura de precis˜ao na regi˜ao e a implementa¸c˜ao de sis- temas aut´onomos de produ¸c˜ao (envolvendo a automatiza¸c˜ao de tarefas e a condu¸c˜ao de ve´ıculos) que visem o aumento da produ¸c˜ao e simultaneamente a manuten¸c˜ao da excelente qualidade dos vinhos da regi˜ao, diminuindo o esfor¸co humano despen- dido em tarefas ´arduas e todos os custos associados, ´e o desafio que envolve v´arias entidades que se prop˜oem contribuir para o desenvolvimento de uma regi˜ao que ´e patrim´onio da humanidade.
Hoje em dia, apesar dos desenvolvimentos tecnol´ogicos (e especialmente dos sistemas inteligentes), algumas das pr´aticas agr´ıcolas j´a s˜ao realizadas de forma mecanizada; contudo, devido a constrangimentos como as condi¸c˜oes orogr´aficas do terreno, estas pr´aticas n˜ao s˜ao ainda realizadas de forma aut´onoma. A viticultura de precis˜ao tem vindo a ser implementada na regi˜ao para dete¸c˜ao de doen¸cas, avalia¸c˜ao das castas, monitoriza¸c˜ao da qualidade e desenvolvimento de novos vinhos, entre outras vertentes (Braga, 2009).
Para automatiza¸c˜ao da condu¸c˜ao de ve´ıculos m´oveis que habitualmente realizam as pr´aticas agr´ıcolas o conhecimento dos mapas das vinhas ´e fundamental, tanto para a condu¸c˜ao do trator como para a implementa¸c˜ao de sistemas de planeamento de trajet´orias. O mapa da vinha ´e fundamental para o registo de incidˆencias, para o planeamento da produ¸c˜ao, a vindima, entre outras atividades necess´arias `a im- plementa¸c˜ao das pr´aticas de viticultura de precis˜ao. Contudo, a inexistˆencia de mapas digitais do terreno precisos para a regi˜ao justifica, por si s´o, o levantamento topogr´afico para constru¸c˜ao desses mapas.