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Publication
DIGITAL TWIN UAV FOR WI LDFIRE PREVENTION AND DETECTION USING MOBILE DEVICES
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 10.59 MB | Adobe PDF |
Abstract(s)
The escalating severity of wildfires presents a significant menace to forests, air
and water quality, and soil health, exacerbating the challenges of climate change.
Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) have emerged as a practical solution for the
surveillance and management of wildfires, characterized by their swift deployment,
cost-effectiveness, and minimal environmental impact. This study presents a Digital
Twin (DT) system for UAVs that enables users to engage with both virtual and real
UAVs through mobile devices for wildfire prevention and detection. The proposed
system encompasses four primary services: UAV Flight Data Generator (UAVFDG),
Visualization, Control, and Retrieval. Moreover, the system facilitates users
in honing their UAV control skills in a virtual environment before transitioning to
real-world scenarios, effectively mitigating risks and reducing costs. The significant
contributions of this research lie in the conceptualization, implementation, and
validation of a DT-based mobile system that leverages Augmented Reality (AR),
including features like autonomous flight data attribution and movement. Evaluation
results underscore the successful implementation of the proposed system, backed by
positive feedback from participants and a System Usability Scale (SUS) score of
79.75.
O aumento dos incêndios florestais representa uma ameaça significativa para as florestas, a qualidade do ar, água e solos, agravando os desafios das alterações climáticas. Os Veículos Aéreos Não Tripulados (UAVs) surgiram como uma solução prática para a vigilância e gestão dos incêndios florestais, caracterizando-se pela sua rápida utilização, eficácia em termos de custos e impacto ambiental mínimo. Este estudo apresenta um sistema baseado em Digital Twins (DT) para UAVs que permite aos utilizadores interagir com UAVs virtuais e reais através de dispositivos móveis para a prevenção e deteção de incêndios florestais. O sistema proposto engloba quatro serviços principais: Gerador de dados de voo de UAV (UAV-FDG), visualização, controlo e recuperação. Além disso, o sistema facilita aos utilizadores o aperfeiçoamento das suas competências de controlo de UAV num ambiente virtual antes da transição para cenários do mundo real, mitigando eficazmente os riscos e reduzindo os custos. As contribuições significativas desta investigação residem na concetualização, implementação e validação de um sistema móvel baseado em DT que aproveita a Realidade Aumentada (AR), incluindo características como a atribuição e o movimento autónomos de dados de voo. Os resultados da avaliação sublinham a implementação bem-sucedida do sistema proposto, apoiada pelo feedback positivo dos participantes e por uma pontuação de 79,75 na Escala de Usabilidade do Sistema (SUS).
O aumento dos incêndios florestais representa uma ameaça significativa para as florestas, a qualidade do ar, água e solos, agravando os desafios das alterações climáticas. Os Veículos Aéreos Não Tripulados (UAVs) surgiram como uma solução prática para a vigilância e gestão dos incêndios florestais, caracterizando-se pela sua rápida utilização, eficácia em termos de custos e impacto ambiental mínimo. Este estudo apresenta um sistema baseado em Digital Twins (DT) para UAVs que permite aos utilizadores interagir com UAVs virtuais e reais através de dispositivos móveis para a prevenção e deteção de incêndios florestais. O sistema proposto engloba quatro serviços principais: Gerador de dados de voo de UAV (UAV-FDG), visualização, controlo e recuperação. Além disso, o sistema facilita aos utilizadores o aperfeiçoamento das suas competências de controlo de UAV num ambiente virtual antes da transição para cenários do mundo real, mitigando eficazmente os riscos e reduzindo os custos. As contribuições significativas desta investigação residem na concetualização, implementação e validação de um sistema móvel baseado em DT que aproveita a Realidade Aumentada (AR), incluindo características como a atribuição e o movimento autónomos de dados de voo. Os resultados da avaliação sublinham a implementação bem-sucedida do sistema proposto, apoiada pelo feedback positivo dos participantes e por uma pontuação de 79,75 na Escala de Usabilidade do Sistema (SUS).
Description
Keywords
Engenharia informática Computação móvel Prevenção de incêndios florestais Veículos aéreos não tripulados Voadores autónomos Incendio florestal Realidade aumentada