Sistema VANT do tipo QuadRotor para o monitoramento aéreo

• Processo: 13/05145-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2014
• Área de conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Luiz Francisco Dias
• Beneficiário: Luiz Francisco Dias
• Empresa: RK Indústria e Comércio Ltda
• Vinculado ao auxílio: 12/50106-7 - Sistema VANT do tipo QuadRotor para o monitoramento aéreo, AP.PIPE
• Assunto(s): Projetos de pesquisa Aeronaves não tripuladas Redes de monitoramento Desenvolvimento de software Visão computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aeronaves Não Tripuladas | Controladores Clássicos | Monitoramento aéreo | Quadrotor | Sistema VANT do tipo QuadRotor | Visão Computacional | Gerenciamento de projetos de P&D

Resumo

O desenvolvimento de uma Sistema VANT do tipo QuadRotor para o monitoramento aéreo tem profundo interesse estratégico não somente para as Forças Armadas Brasileiras e Forças públicas, como também para a capacitação técnica da mão de obra nacional. Um Sistema VANT é o resultado da integração de diversos componentes, como software de computador, computadores embarcados, dispositivos de missão, plataforma aérea, dentre outros. É proposto o desenvolvimento de sistemas computacionais (hardware e software) para apoiar as aplicações dos pré-protótipos mini-VANT, do tipo QuadRotor, determinadas por estudo mercadológico e em desenvolvimento pela BRVANT. O desenvolvimento engloba a customização de componentes eletrônicos embarcados na plataforma aérea caracterizada como mini-VANT do tipo QuadRotor (autonomia de até 1.5 km e peso inferior a 1 kg); o desenvolvimento de softwares para a estação de solo, como softwares e hardware específicos que permitam a aquisição dos dados de voo; o controle e a navegação da aeronave; o planejamento de missão; e a total interação entre o operador e a aeronave. Uma vez desenvolvido, o sistema permitirá ao operador voar e controlar remotamente a aeronave através da estação de solo. O mini - VANT é do tipo QuadRotor, possui quatro motores e hélices dispostos simetricamente para o controle e movimentação da plataforma, é portátil e pode ser transportado dentro de uma mochila, é composto por um sistema de telemetria que transmite em tempo real as informações do voo ao solo, e por sensores COTS (Commercial Off the Shelf), para determinar a localização e atitude da aeronave, como GPS, giroscópios e estabilizadores que trabalham em conjunto com servos-motores a fim de garantir a estabilização e controle da aeronave nas mais diversas condições atmosféricas. A estação de solo é composta por um computador do tipo tablet equipado com interfaces e softwares que possibilitam a aquisição e o monitoramento, em tempo real, de imagens e dados de telemetria provenientes da aeronave. O software da estação de solo faz comparações em tempo real entre a rota real da aeronave e a rota pré-definida da missão. Caso seja necessário, o software pode comandar correções na rota da aeronave. O trabalho, de caráter multidisciplinar, compreende a customização eletrônica dos pré-protótipos (QuadRotor), a montagem dos equipamentos embarcados (placas eletrônicas microcontroladas), dos componentes da estação de solo e a integração de seus subsistemas. Será possível o emprego de equipamentos COTS, de fácil aquisição e de baixo custo, para o desenvolvimento do sistema QuadRotor, onde o valor agregado será obtido através da integração de sistemas e do desenvolvimento de software, o que torna o resultado de P&D singular e competitivo. Algumas funcionalidades do Sistema QuadRotor são inovadoras (estado da arte), como a determinação da atitude e estabilização da aeronave através de visão computacional, além de um sistema de pouso baseado em visão computacional e sonares. Desse modo, o uso de controladores clássicos como, PID e Filtro de Kalman, e não clássicos, como Fuzzy e Neurais serão explorados para a obtenção de um controlador que se adeque melhor ao sistema. Vale frisar que o projeto proposto já possui pré-protótipos em desenvolvimento, assim como algumas aplicações práticas já foram realizadas e apresentadas em congressos científicos. (AU)