Black Bee Challenge 2026 — Mapeamento Aéreo Autônomo

Um drone que decola sozinho, mapeia 100% de uma arena de competição e identifica alvos por conta própria.

O que é

Projeto desenvolvido para a Missão 1 do Black Bee Challenge, uma competição de robótica aérea autônoma. O objetivo: um drone decola sem intervenção humana do centro de uma arena de 14x14 metros, varre toda a área seguindo um plano de voo em grade, localiza até 5 "bases" (alvos no chão com formas e números), fotografa cada uma garantindo que apareça inteira no quadro, calcula sua coordenada GPS e gera um relatório com as fotos como prova — exatamente como exige o regulamento oficial da competição.

Como funciona

O sistema é uma máquina de estados finita rodando sobre ROS2: decolagem, planejamento da cobertura, captura de fotos em cada waypoint, detecção das bases e pouso. Toda a matemática de geometria de câmera e visão computacional (cálculo do campo de visão, tamanho do quadro fotografado no chão, grade de cobertura, conversão de posição de pixel para coordenada GPS real) fica isolada em módulos independentes do ROS, o que permite testá-los sem precisar de um drone de verdade. A detecção das bases pode ser feita tanto por processamento clássico de imagem (OpenCV) quanto por um modelo YOLO treinado especificamente para esse alvo, trocáveis sem alterar o resto do pipeline.

Stack técnica

• Python + ROS2 (rclpy)
• YASMIN (máquina de estados finita)
• OpenCV e YOLO/Ultralytics para detecção
• MAVROS/MAVLink para controle real do drone
• Gazebo para simulação

Destaques técnicos

• Correção de um erro real de física óptica: o campo de visão da câmera é diagonal, não horizontal — a conversão trigonométrica correta mudou o número de waypoints necessários de 6 para 8
• Algoritmo de cobertura de área verificado numericamente, varrendo uma malha fina de pontos para confirmar 100% de cobertura da arena
• Pipeline de projeção pixel → coordenada GPS em duas etapas, com compensação de inclinação do drone (roll/pitch)
• Deduplicação de alvos detectados em fotos sobrepostas, com composição de mosaico quando nenhuma foto isolada mostra o alvo inteiro
• Configuração de missão inteira centralizada em um único arquivo, com perfis que alternam entre simulação e voo real