L'utilizzo di velivoli a pilotaggio remoto (UAV) per l'ispezione e il rilevamento dei guasti negli impianti fotovoltaici e nelle linee elettriche

Abstract

Questa tesi analizza in modo approfondito i sistemi di ispezione basati su veicoli aerei senza pilota (UAV). L’attenzione è rivolta a due infrastrutture energetiche strutturalmente diverse: impianti solari fotovoltaici (PV) e linee di trasmissione ad alta tensione. Sebbene solitamente trattati separatamente, entrambi sono esaminati qui attraverso un quadro analitico unificato per confrontarne esigenze, tecnologie e vincoli.A tal fine, sono stati analizzati 25 studi peer-reviewed pubblicati tra il 2015 e il 2025, suddivisi in cinque categorie: tipi di UAV, integrazione sensoriale, elaborazione delle immagini e intelligenza artificiale, navigazione autonoma e applicazioni reali.L’analisi ha evidenziato criticità metodologiche ricorrenti: forte dipendenza dal GNSS, scarsa integrazione tra percezione e controllo, mancanza di test sul campo in ambienti variabili e carenza di dataset standard. Queste problematiche sono state esaminate sia singolarmente che nel loro insieme, mettendo in luce ostacoli alla scalabilità dei sistemi UAV.In risposta, la tesi propone un modello concettuale supportato da una simulazione su scala ridotta, dimostrando come la navigazione senza GNSS e controlli semplificati possano essere usati per l’ispezione dei PV con un approccio modulare. L’obiettivo non è la performance elevata, ma mostrare come applicare concetti teorici in sistemi leggeri e adattabili.In conclusione, la tesi colma il divario tra teoria e pratica, organizza i risultati in un quadro riutilizzabile e suggerisce future direzioni come la localizzazione senza GNSS, l’integrazione AI percezione–controllo e il coordinamento multi-agente nell’ispezione autonoma delle infrastrutture energetiche.

This thesis presents an in-depth investigation of unmanned aerial vehicle (UAV)-based inspection systems. It focuses on two energy infrastructures with fundamentally different structure and operation: photovoltaic (PV) solar plants and high-voltage power transmission lines. While both are usually studied separately, this research adopts a unified analytical framework to evaluate and compare their inspection needs, technological implementations, and systemic constraints.To achieve this, a thematic review was conducted on 25 peer-reviewed studies published between 2015 and 2025. These studies were grouped into five main categories: UAV platform types, sensor integration strategies, image processing and AI applications, autonomous navigation methods, and real-world deployments.The analysis identified key methodological gaps, including over-reliance on GNSS-based localization, weak perception–control integration, limited field validation in diverse environments, and scarcity of standard datasets. These issues were examined both individually and in relation to each other, revealing broader challenges in building robust, scalable UAV inspection systems.In response, the thesis proposes a structured conceptual framework supported by a small-scale simulation. The simulation demonstrates how GNSS-free navigation and simplified control architectures can be applied to PV inspections using a modular, focused approach. Rather than aiming for high performance, it illustrates how theoretical insights can be applied in lightweight, adaptable system designs.Overall, the thesis bridges theory and practice through structured knowledge and conceptual prototyping. It contributes by organizing fragmented findings into a comparative, reusable framework and highlights future directions such as GNSS-free localization, AI-based perception–control, and multi-agent inspection strategies.