Desenvolvimento da infra-estrutura embarcada do projeto AURORA

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2001
Autor(a) principal: Maeta, Silvio Mano
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Aeronaves mais pesadas que o ar
Sistemas embarcados (Computadores)
Telemetria aeroespacial
Sensoriamento remoto
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1591589
Resumo: Orientador : Samuel Siqueira Bueno, Maria Beatriz F. de Toledo
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spelling Desenvolvimento da infra-estrutura embarcada do projeto AURORAAeronaves mais pesadas que o arSistemas embarcados (Computadores)Telemetria aeroespacialSensoriamento remotoOrientador : Samuel Siqueira Bueno, Maria Beatriz F. de ToledoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de ComputaçãoResumo: Veículos aéreos semi-autônomos não tripulados apresentam um grande potencial, ainda pouco explorado, para aplicações de pesquisa e inspeção aérea através da coleta de informações do ambiente. Tais veículos permitem que o usuário possa definir a área a ser sobrevoada, a resolução temporal e espacial dos dados que devem ser obtidos e o tipo de sensor mais adequado para cada tipo de tarefa. Contudo, o desenvolvimento deste tipo de veículo é uma atividade bastante complexa pois envolve de um lado a integração de um grande número de componentes de hardware de diferentes tipos (computadores, sensores, atuadores, link de transmissão de dados) e por outro lado o desenvolvimento do software responsável por realizar em tempo real tanto a comunicação destes dispositivos quanto o seu uso para o controle e navegação do veículo. A definição e estabelecimento de uma arquitetura, tanto de hardware quanto de software, é o elemento básico para se realizar o desenvolvimento de uma infra-estrutura integrada adequada, capaz de suportar a operação autônoma do veículo robótico. O objetivo desta dissertação é apresentar o desenvolvimento da infra-estrutura embarcada do Projeto AURORA, que visa o desenvolvimento de dirigíveis não tripulados, com elevados graus de autonomia, para aplicações de inspeção aérea. Esta dissertação aborda: os elementos de hardware utilizados no sistema embarcado; as soluções encontradas para se realizar a integração dos mesmos e; o software embarcado, responsável por realizar o tratamento de dados sensoriais, a geração de comandos para atuadores e que, também, provê o suporte para o desenvolvimento, testes e validação de algoritmos de controle e navegação. O desenvolvimento de software foi feito utilizando-se as mais modernas técnicas de engenharia de software, que permitiram um processo acelerado de implementação e testes. A infra-estrutura desenvolvida foi validada através de vôos reais, onde o dirigível era controlado remotamente e também através de vôos semi-automáticos. Os dados de telemetria, além de permitirem o acompanhamento em tempo real dos vôos também foram utilizados em uma análise posterior, validando o correto funcionamento do sistema embarcado do dirigível. A principal contribuição desse trabalho foi o desenvolvimento de um sistema embarcado próprio para ser utilizado em sistemas robóticos autônomos, validado experimentalmente através da utilização em condições reais de operação. Os resultados mais relevantes são: sistema embarcado próprio para o desenvolvimento de sistemas robóticos autônomos, o que inclui a definição do hardware e a integração dos diversos sensores embarcados; software embarcado de tempo real dedicado e; infra-estrutura de simulação para a realização de testes dos algoritmos de controle e navegaçãoAbstract: Unmanned semi-autonomous aerial vehicles present a great and unexplored potential in aerial inspection and research, collecting data &om the environment. Such vehicles allow the user to define the region that must be monitored, data spatial and temporal resolution in which the data must be acquired, and the most adequate type of sensor for each kind of mlSSlon. However, the development ofsuch kind ofvehicle is a very complex task because it involves on one hand the integration of a great number of different hardware devices (computers, sensors, actuators, data transmission link), and on the other hand the development of the software responsible for executing, in real-time, the communication between these devices, and also for providing the control and navigation capability for the vehicle. The definition and the establishment of an architecture, both hardware and software, is the basic element to do the development of an adequate integrated intTastructure, capable of supporting the autonomous operation of the robotic vehicle. The main objective of this text is to present the developrnent of the ernbedded infrastructure of AURORA's Project, which aims at the development of unmanned airships with high autonomy levels for aerial inspection applications. This text covers the following subjects: hardware devices used in the embedded system; solutions to integrate these devices; and also the embedded software, which in responsible for the treatrnent of sensorial data, generation of commands for the actuators and, also, to provide an environment for the development, test and validation of the control and navigation algorithms. The software development was realized using the most modero software engineering techniques, which allowed an accelerated process of implementation and tests. The validation of the developed infrastructure was made in real flights in which the airship was remotely controlled and also through semi-automatic flights. The collected telemetry data allowed the observation of the flights in real-time and also were used in a posterior analysis, validating the correct functioning of the airship's embedded system. The main contribution of this work was the development of an embedded system appropriate to be used in autonomous robotic systems, which was validated experimentally in real operation conditions. The most relevant results are: a suitable ernbedded system for the development of autonomous robotic systems, including the definition of the embedded hardware and integration of the ernbedded sensors; a dedicated real-time embedded software and; simulation infrastructure that allows the test of control and navigation algorithmsMestradoMestre em Ciência da Computação[s.n.]Bueno, Samuel SiqueiraToledo, Maria Beatriz Felgar de, 1959-Campos, Mario Fernando MontengroGonçalves, Luiz Marcos GarciaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Ciência da ComputaçãoUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMaeta, Silvio Mano20012001-07-27T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf200p. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1591589MAETA, Silvio Mano. Desenvolvimento da infra-estrutura embarcada do projeto AURORA. 2001. 200p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1591589. 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