Sistema VANT de monitoramento aéreo multiuso com funcionalidades bio-inspiradas

• Autor(a) principal: Rodrigo Kuntz Rangel
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA
• Texto Completo: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3393
• topic: Aeronave não-tripulada; Navegação aérea; Monitoramento de dados de voo; Engenharia aeronáutica

Esta tese trata do projeto de sistemas VANT (Veículo Aéreo Não-tripulado), categorizados como mini-VANT e com algumas funcionalidades inspiradas em sistemas biológicos, exemplificando e aplicando conceitos desenvolvidos num sistema específico denominado de Bio-VANT como o emprego de funcionalidades bio-inspiradas, inéditos para esse segmento. O sistema desenvolvido permite ao operador voar e controlar remotamente uma aeronave através de uma estação de solo. A aeronave é um VANT de pequeno porte. Nela estão embarcados sistemas de telemetria por RF, sensores de posicionamento espacial e de estabilização a fim de garantir a navegação, estabilização e controle da aeronave de forma manual ou automática. A estação de solo é composta por um computador equipado com interfaces que possibilitam a aquisição em tempo real de imagens e dados de telemetria provenientes da aeronave. Softwares contidos na estação de solo possibilitam a criação de missões específicas, direcionamento automático da antena, lançamento automático, controles de voo, interface com outros softwares, além de um completo sistema de navegação via waypoints, com uma interface visual e sonora, contendo instruções de navegação de fácil compreensão, como os sistemas aviônicos de última geração. Através de um capacete específico (HMD), com visores de LCD, alto-falantes e giroscópio, as informações de voo, provenientes da estação de solo, são representadas de forma visual e sonora. Com isso, é possível a total integração entre piloto e aeronave, criando assim um cockpit virtual para a pilotagem remota do VANT. Adicionalmente aos sistemas de navegação e controle do VANT, para algumas funcionalidades, como, por exemplo, a estabilização e determinação da atitude da aeronave, é utilizado um mecanismo de estabilização bio-inspirado, assim como, um sistema de pouso baseado na habilidade sensorial de ecolocalização dos morcegos e um terceiro sistema, denominado de sistema de navegação bio-inspirada para estimar a proa da aeronave, através de uma bússola solar. Como principais conclusões, por meio dos estudos realizados, observa-se ser possível o emprego de normas aeronáuticas tanto para o desenvolvimento de software como hardware, a utilização de equipamentos COTS, de fácil aquisição e de baixo custo para o desenvolvimento do sistema VANT, o desenvolvimento e a utilização de um modelo de sistemas de navegação e controle bio-inspirados. Com o desenvolvimento de um sistema VANT modular e portátil com os conceitos introduzidos nesta tese, tornou-se possível a sua utilização para aplicações civis e militares, desenvolvendo assim, uma tecnologia original.