ITA/CE-235 G4 PSVA - Protótipo de Sistema de Veículo Autônomo Visão Versão 1.0 CE235G4 PSVA Visão
Histórico da Revisão Data Versão Descrição Autor 27/08/04 0.1 Versão Inicial Calvetti 29/08/04 0.2 Revisão Silvestri 10/09/04 1.0 Revisão e ajustes Osvandre; Calvetti; Silvestri e Pacheco ITA/CE235-G4, 2009 Página 2 de 2
Índice Analítico 1. Introdução 4 1.1 Finalidade 4 1.2 Escopo 4 1.3 Definições, Acrônimos e Abreviaturas 4 1.4 Referências 4 2. Posicionamento 5 2.1 Descrição do Problema 5 2.2 Sentença de Posição do Produto 5 3. Descrições dos Envolvidos e Usuários 6 3.1 Resumo dos Envolvidos (Stakeholders) 6 3.2 Resumo dos Usuários 7 3.3 Ambiente do Usuário (Perfis dos Usuários) 7 3.4 Necessidades Principais dos Envolvidos ou Usuários 8 4. Visão Geral do Produto 9 4.1 Perspectiva do Produto 9 4.2 Suposições e Dependências 12 5. Recursos do Produto 13 ITA/CE235-G4, 2009 Página 3 de 3
Visão 1. Introdução A finalidade deste documento é coletar, analisar e definir as necessidades e características de nível superior do Protótipo de Sistema de Veículo Autônomo PSVA, do Projeto ITA/CE-235, da matéria CE-235: Sistemas Embarcados de Tempo real, do curso de pós-graduação, do Instituto Tecnológico de Aeronáutica ITA, capaz de cumprir uma missão que o fará buscar, encontrar, transportar e entregar cargas de forma autônoma em um cenário preestabelecido. Este documento enfoca os recursos que os envolvidos e usuários-alvo (Stackeholders) precisam, e descreve porque essas necessidades existem. Os detalhes de como o PSVA atende a essas necessidades encontram-se descritos nos documentos de Especificações Suplementares e de Casos de Uso. 1.1 Finalidade Este documento tem por finalidade principal propiciar a melhor definição possível dos requisitos de alto nível do PSVA, em termos de necessidades dos usuários finais. 1.2 Escopo Este documento refere-se a um conjunto de componentes de sistemas computadorizados, que implementam funcionalidades para Veículos Autônomos e seus Sistemas de Controle, afim de que os mesmos possam realizar autonomamente missões a eles atribuídas. 1.3 Definições, Acrônimos e Abreviaturas As definições, acrônimos e abreviaturas principais referentes ao PSVA encontram-se descritas no documento Glossário do PSVA. 1.4 Referências A elaboração deste documento de Visão baseou-se no documento: [1] Aula03.2bCes63Ce23504a(CenarioEstudodeCaso_V2.0).doc ITA/CE235-G4, 2009 Página 4 de 4
2. Posicionamento 2.1 Descrição do Problema O problema Afeta O seu impacto é Uma boa solução seria Dotar uma estação de monitoramento e um veículo autônomo de um Sistema de Tempo Real que permita a programação e execução de missões de coleta e entrega de cargas. As equipes de pós-graduação do curso CE-235: Sistemas Embarcados de Tempo Real do Instituto Tecnológico de Aeronáutica ITA Ocasionar nessas Equipes o direcionamento de seus focos para aspectos mais abstratos de aplicações de Veículos Autônomos, permitindo a eles se concentrarem no desenvolvimento de funcionalidades que se apoiam em operações de Transporte de Cargas utilizando-se de tais veículos. A modelagem e o desenvolvimento e/ou reutilização de um conjunto de Componentes de Software e Hardware que propiciem o planejamento, execução e controle de missões de Coleta e Entrega de Cargas com Veículos Autônomos, de forma reutilizável, atendendo aos requisitos do Projeto. 2.2 Sentença de Posição do Produto Para Quem O PSVA Que Diferentemente das Nosso produto Empresas de armazenagem e terminais de carga Necessitar ou quiser se utilizar do Veículos Autônomos para realizar entrega de cargas em cenários preestabelecidos Representa uma solução tecnológica baseada em um Conjunto de Componentes de Software e Hardware para esses Veículos Autônomos Propiciam buscar, encontrar, transportar e entregar cargas de forma autônoma em Armazéns, terminais de carga, parques de diversões, fábricas com ambientes ostís e insalubres Configurações geralmente utilizadas, que envolvem a atuação de pessoas no processo de condução de veículos para execução de missões, ou a necessidade de trilhos fisicamente instalados Propiciará a veículos atuarem de forma autônoma, sendo util a empresas dos seguintes ramos: Transportadoras de cargas; Armazéns; Estoques; Empresas de serviços; e Pessoas Físicas. ITA/CE235-G4, 2009 Página 5 de 5
3. Descrições dos Envolvidos e Usuários Esta seção descreve os perfis dos envolvidos e dos usuários que integram o Projeto ITA/CE-235 e as principais dificuldades que, de acordo com os seus pontos de vista, poderão ser abordadas pela solução proposta. Nesta seção não são descritas as solicitações ou os requisitos específicos dos envolvidos e dos usuários, já que eles são capturados num artefato individual chamado de Documento de Solicitações dos Envolvidos. Ao invés disso, esta seção fornece apenas as principais argumentações, justificativas e explicações das razões pelas quais os requisitos são necessários. 3.1 Resumo dos Envolvidos (Stakeholders) Dentre os envolvidos ou interessados no desenvolvimento de um conjunto de componentes de sistemas computadorizados que implementam as funcionalidades de Busca, Localização, Transporte e Entrega de Cargas de Forma Autônoma em um Cenário Preestabelecido, por Veículos Autônomos, de forma reutilizável, nem todos são considerados como seus usuários finais. A tabela abaixo apresenta uma lista dos envolvidos ou interessados, suas descrições e responsabilidades. Esses envolvidos ou interessados não são considerados usuários. A tabela contendo uma lista dos usuários, suas descrições e responsabilidades, encontra-se na seção 3.2. Nome Descrição Responsabilidades Equipe Técnica PVA. Equipe Técnica MCM. Professor e Alunos de pósgraduação da matéria CE- 235: Sistemas Embarcados de Tempo Real do ITA envolvidos com o desenvolvimento do Sub Projeto do Protótipo de Veiculo Autônomo. Professor e Alunos de pósgraduação da matéria CE- 235: Sistemas Embarcados de Tempo Real do ITA envolvidos com o desenvolvimento do Sub Projeto do Módulo Central de Monitoramento. Define os objetivos e o escopo dos Sub-Projetos; Elabora as suas especificações preliminares, distribuindo-as pela Equipe Técnica; Participa das pesquisas de soluções tecnológicas para o desenvolvimento do Sub Projeto Protótipo de Veículo Autônomo; Verifica e valida as Versões apresentadas pela Equipe; Desenvolve as soluções tecnológicas para o desenvolvimento do PVA. Define os objetivos e o escopo dos Sub-Projetos; Elabora as suas especificações preliminares, distribuindo-as pela Equipe Técnica; Participa das pesquisas de soluções tecnológicas para o desenvolvimento do Módulo Central de Monitoramento; Verifica e valida as Versões apresentadas pela Equipe; Desenvolve as soluções tecnológicas para o desenvolvimento do MCM. ITA/CE235-G4, 2009 Página 6 de 6
3.2 Resumo dos Usuários Encontra-se, abaixo descrita, uma lista resumida de todos os usuários identificados do PSVA. Nome Descrição Envolvido Sub-Projeto PSVA/ITA- MCM Módulo da Central de Monitoramento. Sub-Projeto PSVA/ITA- PVA Protótipo de Veículo Autônomo. Fornece missões ao PVA, através de localizações em um cenário preestabelecido, para movimentação, retirada e entrega de cargas específicas no LAB TEC da FCMF do ITA. Recebe e apresenta os dados de posicionamento do PVA, falhas, alarmes e informações de cumprimento da missão. Recebe missões do MCM, através de localizações em um cenário preestabelecido, para movimentação, retirada e entrega de cargas específicas no LAB TEC da FCMF do ITA. Fornece ao MCM os dados de posicionamento, falhas, alarmes e informações de cumprimento da missão. Lê, através de sensores, dados de rotas, cercas eletrônicas, sensores de obstáculos, posicionamento, carga posicionada ou depositada. Aciona os motores que determinam direção e sentido do PVA, para alcançar o objetivo da missão. Auto-representado. Auto-representado. 3.3 Ambiente do Usuário (Perfis dos Usuários) Equipe Técnica do Sub-Projeto PSVA/ITA-MCM Descrição Tipo Responsabilidades Critérios de Sucesso Envolvimento Comentários / Problemas Equipe de Sub-Projeto responsável pela pesquisa e desenvolvimento do Módulo da Central de Monitoramento. Usuário experiente. Fornece conteúdo ao PVA para que o mesmo cumpra missões de localização, busca e entrega de cargas em um cenário preestabelecido e recebe os dados do PVA para executar controle e monitoramento do veículo. Capacidade de fornecer/receber dados ao PVA. Utilizará componentes para informar e monitorar os dados de posicionamento e controle do PVA. O desempenho pode ser comprometido em períodos nos quais haja interferência eletromagnética, através de freqüências de rádio específicas. ITA/CE235-G4, 2009 Página 7 de 7
Equipe Técnica do Sub-Projeto PSVA/ITA-PVA Descrição Equipe de Sub-Projeto responsável pela pesquisa e desenvolvimento do Protótipo de Veículo Autônomo. Tipo Usuário experiente. Responsabilidades Critérios de Sucesso Envolvimento Comentários / Problemas Recebe conteúdo do MCM para que cumpra missões de localização, busca e entrega de cargas em um cenário preestabelecido e envia dados ao MCM para que o mesmo execute controle e monitoramento do veículo. Recebe informações de sensores para orientar o veículo no trajeto a ser percorrido para a execução da missão. Controla o acionamento dos motores para determinar sentido e direção necessários para o cumprimento da missão recebida. Capacidade de fornecer/receber dados ao MCM. Capacidade de receber informações dos diversos sensores instalados no veículo. Capacidade de acionamento dos motores que determinam sentido e direção ao veículo. Utilizará componentes para receber e informar dados de posicionamento e controle do MCM, componentes para receber dados dos sensores do veículo e componentes para o acionamento dos motores do veículo. O desempenho pode ser comprometido em períodos nos quais haja interferência eletromagnética, através de freqüências de rádio específicas. Pode ser comprometido caso os sensores e/ou motores não estejam funcionando adequadamente e/ou por falta de manutenção nos dispositivos indicadores de percurso. Ainda pode ser comprometido caso não haja energia suficiente para a alimentação dos diversos dispositivos embarcados no veículo. 3.4 Necessidades Principais dos Envolvidos ou Usuários Seguem as principais necessidades das soluções existentes, conforme o ponto de vista dos envolvidos ou dos usuários. Necessidade Prioridade Preocupações Solução Atual Soluções Propostas É necessário propiciar a busca de uma carga, situada em um dos Módulos 1, 4 ou 5 do LAB TEC da FCMF do ITA, transportá-la e entregá-la em um contêiner posicionado na porta principal desse local. É necessário propiciar o registro e o monitoramento das diversas cargas a serem entregues pelo sistema, através do armazenamento de dados Alta Alta O transporte deverá ser realizado através de um veículo autônomo. A atualização dos sinópticos deverá ser constante e em tempo real. Não há. Não há. Construir um Protótipo de Sistema de Veículo Autônomo PSVA, capaz de realizar tais tarefas. Criar telas atualizadas pelo PSVA, representando graficamente as diversas etapas das missões atribuídas ao sistema e disponibilizá-las via WEB. ITA/CE235-G4, 2009 Página 8 de 8
e de apresentação de sinópticos. 4. Visão Geral do Produto Esta seção oferece uma visão de nível superior dos recursos do PSVA, suas interfaces com outros sistemas e suas respectivas configurações. Ela é constituída pelas subseções: Perspectiva do Produto; e Suposições e Dependências. 4.1 Perspectiva do Produto Os Componentes de Software produzidos através dos Sub-Projetos do PSVA (PSVA/ITA-MCM e PSVA/ITA-PVA) propiciarão a implementação de diversas funcionalidades que atendem às solicitações dos stakeholders relacionados a serviços de Veículos Autônomos. Os diagramas e figuras a seguir ilustram as estruturas das Soluções Proposta para o PSVA. Wi-Fi ACCESS POINT M.C.M. P.V.A. Figura 1 Visão Geral do PSVA ITA/CE235-G4, 2009 Página 9 de 9
Figura 2 Visão de Interligação dos Sub Projetos Figura 3 Visão Sub Projetos. ITA/CE235-G4, 2009 Página 10 de 10
LABTEC da FCMF no ITA Módulo 5 Módulo 4 Módulo 1 MCM M5 M4 M1 PVA Faixa PP Figura 4 Cenário do PSVA Porta Principal INTERFACE DE COMUNICAÇÃO RF INTERFACE WEB PROCESSAMENTO RELATÓRIO DE MISSÕES INTERFACE DE ENTRADA/SAÍDA Figura 5 Estrutura do MCM ITA/CE235-G4, 2009 Página 11 de 11
INTERFACE DE COMUNICAÇÃO RF MEMÓRIA DOS DADOS DA MISSÃO PROCESSAMENTO INTERFACE DOS MOTORES INTERFACE DOS SENSORES Figura 6 Estrutura do PVA O Sub-Projeto PSVA/ITA-MCM disponibilizará componentes para os seguintes Serviços: Comunicação via RF; Monitoramento de Missões por meio de Interface WEB; Emissão de Relatórios das Missões; Verificação de Condições Fisicas e Funcionais por meio de Interfaces de Entrada/Saída; e Planejamento e acompanhamento de Missões. O Sub-Projeto PSVA/ITA-PVA disponibilizará componentes para os seguintes Serviços: Comunicação via RF; Monitoramento da execução de missões por meio de Interfaces dos Sensores; Armazenamento, em memória, dos Dados das Missões (Planejadas e Realizadas); Controle de acionamento dos motores por meio de Interfaces; e Processamento correto de Missões. Para os Serviços que necessitem de monitoração e atuação nas funcionalidades do veículo, devem se utilizados os seguintes módulos embarcados: Interface WEB. 4.2 Suposições e Dependências A utilização de tecnologia proprietária poderá ocasionar dependabilidade com conseqüente aumento do custo da Solução Tecnológica para Veículos Autônomos a ser construída com base nos componentes produzidos pela Equipe dos Sub-Projetos do PSVA/ITA. ITA/CE235-G4, 2009 Página 12 de 12
5. Recursos do Produto Benefícios ao Usuário Os usuários dos componentes podem disponibilizar, aos usuários de seu aplicativo, funcionalidades de armazenamento dos dados das diversas missões bem como seu sucesso ou insucesso. Os usuários dos componentes podem disponibilizar, nas interfaces com usuários de seus aplicativos, sinópticos contendo as informações do andamento de cada missão. Os usuários dos componentes podem disponibilizar aos usuários de seu aplicativo informação do veículo remotamente. Recursos de Suporte Componentes de Manutenção de Bases de Dados das missões que podem ser utilizados para a construção de outros aplicativos permitindo a inclusão, recuperação e exclusão de elementos das missões. Componentes de Tela, atualizados periodicamente, conforme o andamento da missão. Componentes de Dados via WEB que podem ser utilizados para o monitoramento remoto do andamento do sistema. ITA/CE235-G4, 2009 Página 13 de 13