Acervo executivo
VCI Composites do Brasil
Viabilidade — substituição do fornecedor Em revisão

O C1 no lugar da BladeInsight

A leitura do sistema da BladeInsight levantou quatro pontos em que o C1 ainda não tinha resposta escrita. Este documento trata os quatro, um a um, com a contramedida de cada um — e mostra o orçamento de voo já refeito para a missão em duas saídas.

Versão 1.0| Origem Engenharia — Eletrovia Soluções em TI| Base auditoria cruzada contra o release vnext
Veredito Resposta da engenharia

O C1 substitui a BladeInsight na entrega que interessa ao cliente — as quatro faces das três pás, sem cadastro prévio e sem RTK — com resolução melhor, um terço das fotos e um payload seis vezes mais leve.

Os quatro pontos levantados na auditoria são reais, e nenhum deles é impedimento: o de autonomia se resolve por decisão de roteiro, dois se resolvem com técnica que o próprio precedente já entrega pronta, e o quarto se resolve reusando um sensor que já está no drone. O que muda é o plano de bancada, que passa de três frentes para cinco.

01O que estamos prometendo

Substituir um fornecedor não é fazer o mesmo voo — é entregar o mesmo laudo, ou melhor. Vale então começar pelo produto e não pela tecnologia. A coluna da direita é o C1; a do meio é o que o sistema da BladeInsight entregou na missão que a VCI acompanhou.

Item da entregaBladeInsightC1Situação
Quatro faces das três pás12 passagens12 passagens igual
Sem cadastro prévio da torremede em voomede em voo igual
Sem base RTK em campodispensadispensa igual
Resolução de varredura1,6 mm/px1,0 mm/px melhor
Nível de detalhe dedicadonão separado0,3 mm/px melhor
Órbita da raiz da páausente nesta build3 arcos melhor
Fotos por missão856232 melhor
Peso do conjunto embarcado1,5 a 2,5 kg~0,4 kg melhor
Dados gerados por missão~10 GB~0,2 GB melhor
Metadado por foto (pá, face, distância à raiz)completoa implementar lacuna
Retomada entre bateriasestado do sistemaa implementar lacuna
Verificação de cobertura a bordoportão automáticopróxima etapa depois
Leitura da tabela O C1 empata em três itens, ganha em seis e tem duas lacunas de software — nenhuma de hardware, nenhuma de método. As duas estão tratadas neste documento e ambas são trabalho de dias, não de meses.

A comparação de fotos merece uma nota, porque à primeira vista menos parece pior. Não é: a BladeInsight precisou de 856 fotos a 1,6 mm/px porque fotografa mais perto e com quadro menor. O C1 cobre a mesma pá com 232 fotos a 1,0 mm/px porque fotografa de 15 m com o zoom da H20 — quadro mais largo e resolução maior ao mesmo tempo. Menos arquivos, mais nitidez.

02Ponto 1 — Autonomia

PONTO 1

A missão inteira não cabe numa bateria

resolvido por decisão de roteiro

Ninguém tinha somado o tempo de voo. Somando as pernas do roteiro com as velocidades que o simulador já usa, a missão completa dá cerca de 44 minutos. Não existe bateria de M300 que faça isso com reserva, e o roteiro não previa pousar no meio.

A solução é dividir: duas pás numa saída, volta, terceira pá na segunda saída. Isso não é um remendo — resolve o problema com folga e, de brinde, melhora o Ponto 4 deste mesmo documento, porque encurta o intervalo entre medir a pá e fotografá-la.

Orçamento de voo, refeito

Saída 1 — descoberta da turbina e pás 1 e 2

Etapa
Tempo
Decolagem e busca da torre pelo telêmetro
1,0 min
Aproximação até 6 m
0,8 min
Perfilamento vertical da torre — 85 m a 0,3 m/s
4,7 min
Topo, nacele e recuo
1,0 min
Modelo da pá 1
3,8 min
Trânsito entre pás
1,0 min
Modelo da pá 2
3,8 min
Portão — operador revisa e confirma
1,0 min
Fotografia da pá 1 — 4 faces e arco de raiz
6,0 min
Troca de pá
1,5 min
Fotografia da pá 2 — 4 faces e arco de raiz
5,7 min
Retorno
1,0 min
Total da saída 1
31,3 min

Saída 2 — pá 3

Etapa
Tempo
Decolagem e re-ancoragem contra a torre
3,0 min
Modelo da pá 3
3,8 min
Portão — operador confirma
0,5 min
Fotografia da pá 3 — 4 faces e arco de raiz
5,7 min
Retorno
1,0 min
Total da saída 2
14,0 min

A saída 2 é confortável. A saída 1, a 31 minutos, ainda fica no limite — e há uma alavanca simples para ela.

A alavanca: subir e seguir a pá mais rápido

As duas etapas mais longas do voo — o perfilamento da torre e o seguimento de cada pá — rodam a 0,3 m/s. Nessa velocidade o sensor deixa uma fatia a cada 3 cm de deslocamento, enquanto dentro de cada fatia os pontos ficam a 7,5 cm um do outro. Ou seja: estamos amostrando duas vezes e meia mais fino na direção do movimento do que na direção transversal. É desperdício.

Dobrando para 0,6 m/s, o espaçamento entre fatias vai para 6 cm — ainda mais fino que os 7,5 cm de dentro da fatia. A qualidade de cada seção da pá não muda em nada, porque ela depende só da resolução transversal. O que muda é o relógio:

Etapa
Economia
Perfilamento da torre
−2,4 min
Modelo das pás 1 e 2
−2,7 min
Saída 1 passa a
26,2 min

Vinte e seis minutos é um voo tranquilo. E a decisão é reversível: a velocidade é um parâmetro do simulador, e se a bancada disser que o casamento de varreduras precisa de mais sobreposição, volta-se para 0,45 ou 0,3 m/s sabendo exatamente quanto isso custa em minutos.

⚙Detalhe técnico — de onde vêm os números e o que ainda falta medir▼

Como o orçamento foi montado. Cada linha é comprimento de perna dividido pela velocidade declarada no roteiro. As principais:

  • Perfilamento: 85 m de subida (de 5 m a 90 m) a 0,3 m/s = 283 s.
  • Modelo de uma pá: 49,2 m de envergadura a 0,3 m/s = 164 s, mais aproximação e fechamento.
  • Passagem fotográfica: 49,2 m a 1,0 m/s = 49 s. São quatro por pá.
  • Arco entre faces: quarto de volta em raio de 15 m = 23,6 m, com verificação de folga a cada 5°.
  • Arco de raiz: circunferência de raio 14 m — 88 m na pá 1 (360°), 71 m nas outras (290°).

Efeito na densidade. A 0,6 m/s o número de fatias por pá cai de 1.630 para 815, e a densidade superficial de 442 para 222 pontos/m². Os 26 pontos por corda de 2 m permanecem os mesmos — é a resolução dentro da fatia que define a qualidade da seção, e ela não depende da velocidade. Para ajustar o eixo de uma pá de 49 m, 815 seções são abundantes.

O que ainda falta medir. Estes tempos são aritmética sobre parâmetros declarados, não medição. O simulador já conhece cada perna e cada velocidade — acrescentar um cronômetro a ele fecha a questão em definitivo e passa a acusar qualquer mudança de roteiro que estoure o orçamento. É a intervenção de menor custo desta lista inteira.

A re-ancoragem da saída 2. Ao pousar, a estimativa de posição do Raspberry Pi se perde. Na segunda saída o drone precisa reencontrar a torre e recolocar o modelo salvo no lugar certo. O mecanismo já existe: é o mesmo da Fase 0 — subir até a torre entrar nos 8 m, casar o círculo, e daí em diante a posição está amarrada ao eixo medido. A diferença é que não é preciso reperfilar os 90 m: basta reencontrar o eixo e conferir o raio contra o interpolador já construído. Estimamos 3 minutos e o roteiro precisa ganhar essa etapa.

Como contornamos
  • Roteiro em duas saídas — pás 1 e 2 na primeira, pá 3 na segunda. Passa a ser a forma padrão da missão, não uma contingência.
  • Etapa nova de re-ancoragem — reencontrar a torre e reposicionar o modelo salvo, sem reperfilar. Reusa a lógica da Fase 0.
  • Perfilamento e seguimento a 0,6 m/s — mantém a densidade transversal, devolve 5 minutos.
  • Cronômetro no simulador — o orçamento vira número medido e não estimativa, e passa a ser verificado a cada mudança de roteiro.

03Ponto 2 — Odometria seguindo a pá

PONTO 2

Enquanto segue a pá, o drone não tem referência fixa

risco técnico principal

Este é o ponto que mais merece atenção, e a explicação é simples quando se olha o que o sensor enxerga em cada momento.

Subindo a torre, o drone tem um marco perfeito: a torre não se move, e cada fatia devolve o mesmo eixo. Não importa quanto tempo passe — sempre que ele mede o círculo, ele sabe onde está. O erro não acumula.

Seguindo a pá, a situação se inverte. A 6 m da pá, a torre já está longe demais para o sensor de 8 m. A fatia contém só a seção da pá. E a seção de uma pá é lisa e alongada: ela diz muito bem a que distância lateral o drone está, e quase nada sobre o quanto ele andou ao longo da pá. É como acompanhar um corrimão de olhos fechados: dá para saber que se está encostado nele, não dá para saber quanto se caminhou.

A BladeInsight enfrentou exatamente isto e resolveu de um jeito que parece contraintuitivo: ela desliga a correção de posição enquanto varre o lado de uma pá. Mapeia, mas não se corrige contra a pá. Aceita acumular um pouco de erro e o paga depois, em paradas de realinhamento contra a torre. O motivo é que a pá não é um objeto fixo do mundo — ela flexiona ao vento — e corrigir contra um alvo que se mexe introduz erro em vez de remover.

Adotamos a mesma postura, e o nosso roteiro já passa nos lugares certos para pagar a conta: as transições entre pás sobem e contornam o cubo, e nesse caminho a torre volta a entrar no alcance.

E o mais importante para a diretoria

Se ainda assim a deriva estragar o modelo, o portão de qualidade que já existe pega o erro antes de qualquer foto: se as pás medidas não estiverem a 120° uma da outra dentro de 3°, ou se o resíduo do ajuste passar de 25 cm, o modelo é rejeitado e a fase fotográfica não começa. O modo de falha é missão rejeitada e repetida, não voo perigoso.

⚙Detalhe técnico — por que a seção da pá é degenerada, e como testar isso de verdade▼

O problema da abertura. A 6 m de afastamento a fatia devolve cerca de 26 pontos sobre uma corda de 2 m; depois do downsample de 0,25 m que a odometria usa, sobram 8. Oito pontos sobre uma curva suave e alongada restringem fortemente o deslocamento perpendicular ao eixo da pá e praticamente não restringem o deslocamento paralelo a ele. É a forma clássica do problema da abertura, e nenhum ajuste de parâmetro do FAST-LIO2 muda isso — é a geometria do alvo.

Um agravante que vale registrar: o afinamento da torre não serve de altímetro. O raio cai de 2,0 m para 1,3 m ao longo de 90 m, ou seja 7,8 mm de raio por metro de altura. Um ajuste de círculo sobre 30 a 40 pontos resolve o raio na casa do centímetro. Logo, para distinguir 1 m de altitude seria preciso enxergar uma variação abaixo do ruído do próprio ajuste. Conclusão: a altura não é observada pelo LiDAR, e sim pelo altímetro e pela IMU do M300. A afirmação de que o casamento de fatias dá posição centimétrica sem satélite continua verdadeira, mas só para as duas coordenadas horizontais — que é exatamente o que a documentação já diz, e convém não esquecer.

Por que isso se soma na pá 1. A P1 é vertical. A direção não observável da seção — ao longo do eixo da pá — coincide com a vertical, que também é a direção que o círculo da torre nunca observou. Durante a passagem da P1, a coordenada distância à raiz de cada fatia vem do altímetro do M300, não da nuvem. Sobre 164 s de subida, a deriva barométrica típica é da ordem de decímetros — aceitável para um laudo que localiza dano com precisão de metro, mas é o número mais fraco do modelo e precisa ser medido, não presumido.

O ensaio de bancada precisa mudar de forma. O plano atual prevê "deriva da odometria, pelo ensaio de fechamento de laço". Um laço em ambiente normal — sala, corredor, pátio com quinas — passa, porque quinas são marcos ricos. O ensaio que interessa é percorrer 40 a 50 m ao longo de uma superfície lisa e alongada — uma parede contínua, um tubo, uma viga — e medir o erro de posição acumulado na direção do percurso. Se o teste errado for feito, ele passa na bancada e reprova em campo.

Como contornamos
  • Não corrigir posição contra a pá — durante o seguimento, a fatia entra na nuvem mas não move a estimativa de posição. Mesma postura do sistema de referência.
  • Re-ancorar nas transições — as etapas de trânsito entre pás passam perto da torre; formalizá-las como parada de re-ancoragem, casando o círculo e zerando o erro acumulado.
  • O portão de qualidade é a rede — 120° ± 3° entre pás e resíduo abaixo de 25 cm já barram um modelo derivado antes de qualquer foto.
  • Trocar o ensaio de bancada — fechamento de laço ao longo de superfície lisa e alongada, medindo erro na direção do percurso, e não laço em ambiente com quinas.

04Ponto 3 — O bordo de fuga

PONTO 3

A aresta fina pode não devolver sinal

contramedida pronta

O nosso próprio glossário já registra: o bordo de fuga é fino e agudo, e devolve pouco sinal de LiDAR. Isso não era problema enquanto ele era só uma superfície a fotografar. Passa a ser quando se percebe onde ele entra na conta.

O roteiro calcula a corda da seção como a maior extensão medida na fatia, e o ângulo de passo como o ângulo dessa corda em relação ao plano do rotor. Os dois extremos da corda são justamente o bordo de ataque e o bordo de fuga. Se o bordo de fuga não aparece, a corda sai curta e o ângulo de passo sai torto — e é o ângulo de passo que orienta as doze passagens fotográficas.

Um erro de passo não é perigoso a 15 m de afastamento, mas estraga o enquadramento: a superfície que deveria estar de frente para a câmera aparece de viés, e a resolução efetiva cai.

A saída é não depender dos extremos

A BladeInsight não mede corda por extensão — ela ajusta uma elipse à seção. Uma elipse ajustada ao arco que foi medido estima onde a curva fecha, mesmo sem ver a ponta fina. É a diferença entre perguntar "onde estão os dois extremos?" e perguntar "que forma explica os pontos que eu tenho?". A segunda pergunta tem resposta mesmo com dados faltando.

E há uma segunda proteção, também emprestada: quando uma fatia sai pobre demais, o sistema mantém a corda e a orientação da fatia vizinha em vez de aceitar um valor ruim. Como as seções vizinhas estão a 6 cm de distância, a pá não muda de forma entre elas.

⚙Detalhe técnico — o que medir na bancada e o que fazer com o resultado▼

O ensaio. A frente 3 do plano de bancada já prevê medir alcance contra gel coat branco sob sol direto. O que falta é o alvo: uma seção de pá real, ou ao menos uma aresta aguda de material equivalente — não uma parede plana. Uma parede responde "quanto alcança"; uma seção responde "alcança as duas arestas", que é a pergunta que importa.

Incidência. A etapa A.1b já aproxima de lado, dentro do plano do rotor, justamente porque com as pás embandeiradas essa é a direção em que a corda inteira fica visível. É a geometria mais favorável possível — vale confirmá-la no ensaio em vez de presumi-la.

O que fazer se o bordo de fuga não retornar de jeito nenhum. Duas saídas, nesta ordem: primeiro o ajuste de elipse, que resolve o caso comum; segundo, o portão do operador. O modelo já sobe para revisão humana entre a Fase A e a Fase B — basta marcar como suspeita qualquer seção cuja elipse tenha sido fechada com pouco dado e mostrar isso ao operador. Ele confirma ou manda repetir a pá. A infraestrutura de decisão já existe; falta alimentar ela com essa informação.

O que não faremos. Puxar a corda de um catálogo do fabricante da pá resolveria o problema e destruiria a proposta: reintroduziria cadastro prévio, que é justamente a dependência que estamos eliminando.

Como contornamos
  • Ajuste de elipse em vez de extremos — a forma da seção sai do arco medido, sem depender de enxergar a aresta fina.
  • Propagar da fatia vizinha — seções pobres herdam corda e orientação da anterior, que está a 6 cm de distância.
  • Marcar seções suspeitas no portão do operador — a revisão humana já existe entre modelo e fotografia; passa a receber essa informação.
  • Ensaiar contra uma seção de pá, não contra uma parede — acrescentar isso à frente 3 da bancada.

05Ponto 4 — O modelo que envelhece

PONTO 4

Durante a fotografia, o drone não vê mais a pá

contramedida barata

Na fase fotográfica o drone voa a 15 m da pá e o LiDAR, que alcança 8 m, deixa de enxergá-la — passa a funcionar como guarda de proximidade. Isso é intencional e correto. Mas tem uma consequência que vale dizer em voz alta: durante toda a fase fotográfica, a navegação é feita pelo modelo, e não há como perceber que o modelo envelheceu.

Uma pá de 60 metros, mesmo travada e embandeirada, se move com o vento. Se a ponta defletiu um metro entre o momento em que foi medida e o momento em que é fotografada, as estações calculadas estão um metro fora.

Por que isso não é grave — e onde é

No nível de varredura o quadro da câmera cobre 5,18 m de pá. Um metro de deflexão desloca o alvo em 20% do quadro: perceptível, inofensivo. No nível de detalhe o quadro cobre 1,56 m, e aí um metro põe a ponta na beirada.

Vale registrar uma coerência do nosso projeto que ninguém tinha escrito: os 15 metros de afastamento não são só sobre zoom — são o que compra tolerância para um modelo congelado. Se fotografássemos de 7 m, como o sistema de referência faz, um metro de deflexão seria inaceitável e seríamos obrigados a medir continuamente. A escolha do afastamento e a escolha de congelar o modelo se sustentam mutuamente.

A verificação custa segundos

O telêmetro da H20 alcança 1.200 metros e mede no centro do quadro. Antes de cada passagem, apontar para a ponta da pá e comparar a distância medida com a que o modelo prevê confirma que o modelo continua válido. Se divergir além do tolerado, refaz-se a medição daquela pá em vez de fotografar no lugar errado.

É o mesmo sensor que já resolve a lacuna da Fase 0, quando o LiDAR ainda está fora de alcance. Não custa hardware, não custa peso, e o código de leitura já existe.

E a divisão em duas saídas, decidida no Ponto 1, ajuda aqui de graça: a pá 3 passa a ser medida e fotografada dentro da mesma saída, com poucos minutos entre uma coisa e outra. Quanto menor o intervalo, menor o envelhecimento.

⚙Detalhe técnico — tolerância angular e critério de vento▼

De onde vêm os 5,18 m e 1,56 m. Assumindo a câmera zoom da H20 com 5.184 px de largura: a 1,0 mm/px o quadro cobre 5,18 m; a 0,3 mm/px cobre 1,56 m. As duas distâncias focais necessárias (cerca de 22 mm e 74 mm a 15 m) estão dentro da faixa da câmera.

Tolerância angular do eixo da pá. Um erro de 1° na direção do eixo desloca a ponta em 1,05 m aos 60 m de raio — 20% do quadro de varredura, aceitável. O portão de qualidade permite até 3° de discrepância entre pás, o que a 60 m vira 3,1 m; mas o portão é uma verificação de sanidade, não a precisão esperada do ajuste. O resíduo de 25 cm sobre 49 m de envergadura implica precisão angular da ordem de 0,3°, com folga confortável. A tolerância apertada não é a do ajuste — é a da deflexão física entre medir e fotografar.

Critério operacional de vento. Como a deflexão é o mecanismo, o limite de vento para a missão deixa de ser só uma questão de estabilidade do drone e passa a ser também uma questão de validade do modelo. Vale fixar um limite e registrar o vento medido junto com a missão — o dado já vem do M300.

Como contornamos
  • Conferência com o telêmetro antes de cada passagem — aponta para a ponta, compara com o modelo, segue ou remede. Segundos, sem hardware novo.
  • A divisão em duas saídas encurta o intervalo — cada pá é fotografada minutos depois de ter sido medida.
  • Registrar o vento da missão — o dado vem do M300 e passa a fazer parte do laudo, junto com um limite operacional.
  • Os 15 m de afastamento são margem, não só zoom — escrever isso no roteiro, para que ninguém reduza o afastamento sem entender o que está gastando.

06Três verificações menores

Saíram da mesma auditoria, são de resolução rápida, e é melhor decidi-las agora do que descobri-las no primeiro laudo.

decidir

O nível de detalhe cobre 57% da pá

As estações ficam a 2,72 m uma da outra, e o quadro de detalhe cobre 1,56 m — sobram lacunas de 1,16 m entre eles. O nível de detalhe é amostragem, não cobertura. Pode ser exatamente o que queremos, mas precisa estar escrito assim; se for cobertura, as estações de detalhe precisam dobrar.

resolvido

Arrasto de movimento no detalhe

A 1,0 m/s com 1/1000 s, o deslocamento durante a exposição é 1 mm — irrelevante a 1,0 mm/px, mas 3,3 pixels a 0,3 mm/px. Basta fotografar o nível de detalhe a 1/4000 s: sob sol do Nordeste há luz de sobra, e o arrasto cai para menos de um pixel.

medir

A distância à raiz é o número mais fraco

Ela vem do altímetro do M300, não da nuvem — e é justamente a coordenada que o laudo usa para dizer onde está o dano. Merece um ensaio próprio: subir uma altura conhecida e comparar. É rápido e transforma uma suposição em número.

07O que precisa estar pronto agora, e o que fica para depois

A proposta é substituir a BladeInsight, não reproduzi-la. Vale então separar com clareza o que é condição para entregar o laudo e o que é robustez que se constrói depois, com o sistema já em operação.

Condição para entregar

Precisa estar pronto na primeira missão comercial

  • Metadado por foto — pá, face, distância à raiz, corda local e mm/px, gravados no instante do disparo. Sem isso o laudo não localiza o dano, e o Pi já conhece todos esses números.
  • Roteiro em duas saídas com re-ancoragem — a decisão deste documento, virando etapa do roteiro.
  • Não corrigir posição contra a pá, e re-ancorar nas transições — Ponto 2.
  • Ajuste de elipse e propagação da fatia vizinha — Ponto 3.
  • Conferência do modelo pelo telêmetro antes de cada passagem — Ponto 4.
  • Exposição de 1/4000 s no nível de detalhe — uma linha de configuração.
Próxima etapa

Robustez que se constrói com o sistema voando

  • Verificação de cobertura a bordo — descobrir uma face com buraco antes de sair do parque vale uma viagem de volta, mas não impede a primeira entrega.
  • Gravação bruta rejogável e cenários de teste — no C1 as varreduras cruas cabem em ~60 MB por missão. É a base para corrigir um defeito e provar que ele foi corrigido contra o voo que o revelou.
  • Preditor de bateria que aprende no voo — com o roteiro fixo em duas saídas, deixa de ser urgente; volta a ser útil quando surgirem pás de comprimentos diferentes.
  • Máquina de estados reportável e painel de condições — transforma o suporte de campo, mas não muda o produto entregue.
O plano de bancada passa de três frentes para cinco Às três frentes atuais — comunicação Pi ↔ interface, comunicação Pi ↔ drone e alcance sob sol — somam-se duas: fechamento de laço ao longo de superfície lisa (Ponto 2) e alcance contra uma seção de pá, com as duas arestas (Ponto 3, que estende a frente já existente em vez de criar uma nova). Nenhuma das duas exige voo, e as duas continuam acontecendo antes de qualquer comprometimento de firmware.

08Balanço

A auditoria contra um sistema comercial maduro é uma boa notícia disfarçada de lista de problemas. Dos quatro pontos levantados, nenhum é de arquitetura: um é decisão de roteiro, dois têm contramedida pronta e testada por quem já voou, e o quarto se resolve reusando um sensor que já está no drone.

O que a leitura confirmou é mais importante do que o que ela apontou. Em oito decisões de projeto — da localização contra a estrutura à ordem das faces, do ataque pela raiz à separação entre nuvem de posição e nuvem de medida — chegamos independentemente à mesma solução de um sistema com anos de campo. Isso não é sorte; é sinal de que o método está certo.

E o que o C1 entrega, entrega melhor: mais resolução com menos fotos, um payload seis vezes mais leve, cinquenta vezes menos dados, e cobertura da raiz da pá que a build examinada do concorrente não tem. O preço continua sendo margem de reação — 8 metros contra 40 — e continua sendo pago por procedimento, que é a troca que este projeto assumiu desde o começo e que a simulação já demonstrou de ponta a ponta.

Em uma frase Somos capazes de substituir a BladeInsight. O que falta não é descobrir como fazer — é executar seis itens já especificados e converter duas suposições em número na bancada.