Laboratório de Sistemas Embarcados Crí3cos Robó3ca Aérea. Kalinka Castelo Branco

Transcrição

1 Laboratório de Sistemas Embarcados Crí3cos Robó3ca Aérea Kalinka Castelo Branco

2 Obje3vo do Laboratório Contribuição para o progresso e desenvolvimento de sistemas embarcados crí3cos: Colocar inteligência nesses sistemas (sistemas embarcados robustos e seguros): Segurança; Qualidade de serviço Safety. 2

3 3 Aeronave

4 Asa É responsável pela sustentação da aeronave. Geralmente são colocados os tanques de combustível na sua parte interna e também pode-se fixar os motopropulsores. 4

5 Fuselagem É a parte fundamental de uma aeronave, a espinha dorsal de todo o conjunto. Nela são fixadas as asas, a empenagem, em alguns casos o trem de pouso e no caso do tucano e do XFY-1 contém o motor. 5

6 Grupo moto propulsor É um sistema responsável pela tração da aeronave no ar. 6

7 Empenagem A empenagem é responsável por manter o avião em sua rota auxiliando na navegabilidade. 7

8 Superfície Horizontal Sua função é estabilizar a aeronave no sentido horizontal. Superfície Vertical Sua função, junto com o leme, é estabilizar a aeronave nos sentido vertical. 8

9 9

10 Superfícies de Controle São partes móveis, geralmente presas nas asas e nos estabilizadores. As superfícies de controle tem a função de controlar o voo. 10

11 Existem duas Superfícies de Controle * Superfície primária: - Aileron - Leme de direção - Profundor * Superfície secundária: - Compensador do aileron - Compensador do profundor - Compensador do leme de direção 11

12 12 Ailerons: são os dispositivos para levantar uma asa e abaixar outra (Rolagem) Leme de Direção: permite que o avião vire o nariz para a esquerda e para a direita. Profundor: Permite ao avião mover o nariz da aeronave para cima e para baixo

13 Superfícies Secundárias: são superfícies móveis que fixadas nas superfície de controle principais reduzem tendências indesejadas de voo. Também auxiliam o avião em diferentes altitudes e reduzem a pressão nos comandos. 13

14 14

15 Disposi&vos hipersustentadores Dispositivos que auxiliam na decolagem e aterrissagem das aeronaves. São responsáveis por fazer o avião voar com menos velocidade e mais sustentações das asas. 15

16 Flaps: São encontrados na parte posterior da asa. Slots/Slats: São encontrados na parte frontal das asas. As aeronaves comerciais usam slats. O móvel recebe o nome de slot. 16

17 Trem de Pouso O trem de Pouso é responsável pela locomoção da aeronave em solo e é altamente solicitado nas aterrissagens, pois amortece o choque do avião com o solo. 17

18 A função do Avião Cada avião tem sua característica: são usados para cursos de pilotagem, voos de lazer, transporte de passageiros e bagagem e para fins militares. 18

19 19 VANT

20 VANT Tiriba Propulsão Elétrica Peso Máximo: 4kg Carga Ú&l: 800 g Autonomia: 45 min Cruzeiro: 100km/h Estol: 40km/h Controle autônomo ou remoto Pouso paraquedas ou convencional Decolagem lançamento manual 20

21 21 Tiriba

22 22 Estação de Base

23 23 Estação de Base

24 VANTs Maiores SSI SSI Power Supply Data Link Communication Payload Control Battery / Generator Controller 1.. Battery / Generator Controller..N Power Supply Bank Left Power Supply Bank Center Power Supply Bank Right Fuel / Electric Power Monitor VHF Link Medium Range Low Speed Radio Modem Short Range High Speed Satellite Link Long Range Low Speed Microwave Link Medium Range High Speed Antenna Array Controller / Stabilizer SSI Interface 1.. SSI Interface..N Supervisory Bus (TTCAN) Main Network (Ethernet) Airspace Coordination In Flight Awareness Transponder ADS-B TCAS-III Other DTM and Geo Political Advisor Weather Advisor Stormscope Aero Navigability Advisor Smell and Vibration Analysis Web Server Supervisory Bus (TTCAN) Main Network (Ethernet) Landing, Takeoff & Recovery Auto Take-Off Controller Auto Landing Controller Emergency Controller Parachute Controller Flight Data Logger Navigation Controller 1 Navigation Controller 2 Navigation Controller 3 Flight Controller 1 Flight Controller 2 Flight Controller 3 Supervisory Bus (TTCAN) Flight Control Bus (FlexRay) Flight Control Bus (FlexRay) Engine Controller 1 Engine Controller 2 Surface Controller Left Surface Controller Right External Flight Sensor Interface 1.. External Flight Sensor Interface..N Inertial Measurement? Unit 1 Barometric Measurement Unit 1 Inertial Measurement Unit 2 Barometric Measurement Unit 2 Inertial Measurement Unit 3 Barometric Measurement Unit 3 CAN CAN CAN CAN CAN CAN GPS Receiver 1 CAN CAN CAN GPS GPS Receiver Receiver 2 3 To Left Engine Actuators To Right Engine Actuators To Left Surface Actuators To Right Surface Actuators CAN Optical Attitude Unit 1 CAN Optical Attitude Unit 2 Optical Attitude Unit 3 Magnetic Unit 1 Magnetic Unit 2 Magnetic Unit 3 Flight Control Flight & Navigation Sensor Payload / Mission Control In Flight Awareness Power Management Data Link Communication Actuator Control Data Logging Navigation Control Airspace Coordination Landing, Take-off & Recovery Other 24

25 Obje3vos Específicos Contribuição para o progresso da autonomia dos VANTs: Desassociar da aeronave o processamento da missão (MOSA Mission Oriented Sensor Array) SSP (Smart Sensor Protocol) SSI (Smart Sensor Interface) 25

26 SSP e SSI Estabelecer um mecanismo PnP de conexão e comunicação entre aeronave e processador de missão interface de conexão protocolo de comunicação 26

27 Smart Sensor Interface/Smart Sensor Protocol SSP SSI SSP MOSA MOSA MOSA MOSA MOSA MOSA 27

28 Smart Sensor Interface/Smart Sensor Protocol 28

29 O SSP Conexão e Estabelecimento de sessão Negociação de parâmetros da missão Viabilidade da missão Troca de dados on- the- fly É aeronave? Está pronta para voar? Qual a autonomia restante es3mada? Voa nos pontos GPS especificados na missão? A3nge velocidades e al3tudes especificadas na missão? Oferece serviços externos? Como invocá- los? Viável Parcialmente Viável Inviável MOSA e VANT trocam dados durante execução de missão 29

30 30 SANT

31 Segmentação de um SANT MACIS 31

32 MODELO DE ARQUITETURA EM CAMADAS PARA INTERCONEXÃO DE SISTEMAS EM VANT Definição de serviços e interfaces de comunicação entre as camadas; Especificação dos serviços e dos pontos de acesso a serviço bem como dos protocolos u3lizados em cada uma das camadas. 32

33 IFA - In- Flight Awareness Obje3vos: Ø Devolver à aeronave a inteligência re3rada com a subs3tuição do piloto humano Ø Consciência geo- polí3ca (relevo, fronteiras, população, opções de pouso, obstáculos, etc...) Ø Consciência das condições da aeronave Ø Consciência das condições de clima Ø Consciência das condições tráfego aéreo 33

34 34 KBF - Knowledge- Based Framework

35 Arquitetura de Comunicação de Dados Especificação e validação de uma arquitetura de comunicação levando- se em conta não somente segurança como também aspectos e novas funcionalidades que devem ser agregadas aos SANTs modernos. Pretende- se averiguar os pontos de contato existentes com as arquiteturas de comunicação das VANETs. 35

36 Arquitetura de Comunicação de Dados A especificação e a validação dessa arquitetura de comunicação permi3rá que as aeronaves possam ser cer3ficadas mais facilmente e assim possam ser inseridas no espaço aéreo. 36

37 ESPECIFICAÇÃO DE UM VTOL VTOL (VerAcal Take- off and Landing) Tailsiser : decola e pousa na própria cauda. 37

38 38 VTOL

39 ESPECIFICAÇÃO DE UM VTOL Desenvolver um sistema de controle para uma aeronave de asa fixa que funcione como um VTOL. Cenário de aplicação: o VTOL deve acompanhar uma aeronave tripulada responsável pela pulverização de uma área agrícola. 39

40 40 Cenário

41 41

42 42

43 Metodologias para SEC Inspirado na SEEP Adota padrão de cer3ficação para sistemas embarcados (DO- 178B) Reusa componentes pré- cer3ficados Acrescenta melhorias à SAFE CRITES Visa a redução do custo de cer3ficação Baseada em MDD e SPL 43

44 O Grupo Aluno(a) de Pós- doutorado: Adimara Ben3voglio Colturato Geração de Assinaturas Espectrais para Detecção de Patologias em Plantação de Eucaliptos - Um Estudo U3lizando VANTs 44

45 O Grupo Daniel Fernando Pigaso Ampliando os sistemas de aeronaves não tripuladas: especificação de uma arquitetura de comunicação de dados segura e com vista à mobilidade 45

46 46

47 47

48 O Grupo Douglas Rodrigues Arquitetura Orientada a Serviços para sistemas embarcados crí3cos complexos um estudo de caso focado em aviônicos. 48

49 O Grupo Emerson Alberto Marconato Modelo de Arquitetura em Camadas para Interconexão de Sistemas em VANT - MACIS- VANT 49

50 O Grupo Natássya B. F. da Silva Um sistema de controle focado no auxílio a minimização de deriva - especificação de um VTOL 50

51 O Grupo Rayner de Melo Pires Desenvolvimento de um Mecanismo Plug and Play para Arranjos Inteligentes de Sensores em Sistemas Aéreos Não Tripulados 51

52 O Grupo Paulo Henrique Moreira Gurgel Virtualização de redes de computadores Uma abordagem focada em mobilidade e georreferenciamento 52

53 O Grupo André Benjamin Melhorias em sistemas de controle com uso de Algoritmos Evolu3vos 53

54 Laboratório de Sistemas Embarcados Crí3cos hsp:// 54