Universidade do Minho

Escola de Engenharia

Projecto AIVA
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Apresentação

 

 

Hoje em dia, existe um crescente aumento ao nível das exigências sobre veículos de voo autónomos (UAV’s), com vantagens acrescidas relativamente aos modelos clássicos (como os kits de aeromodelismo não-autónomos e tripulados à distância).

A finalidade do projecto aqui proposto aponta para a construção e automatização de um pequeno avião, capaz de voar, autonomamente, em grandes áreas inicialmente pré-definidas, permitindo diversos tipos de aplicações, tais como:

  • A vigilância de florestas e parques naturais, incluindo a detecção de fogos;

  • A vigilância de praias (zonas costeiras) e de rios;

  • A vigilância de vias rodoviárias (estradas e auto-estradas) e de linhas férreas;

  • A vigilância de tráfego rodoviário e de linhas de alta-tensão;

  • A vigilância de zonas de desastre, demasiado perigosas e muitas das vezes inacessíveis às equipas de socorro;

  •  O auxílio às telecomunicações e transmissões de dados, e

  •  A aquisição de imagens aéreas (para mapeamento territorial), bem como diversas aplicações militares e de segurança, entre outras.

Convém referir que este é um projecto multidisciplinar e com actividades multidepartamentais, reunindo vários docentes investigadores de diversas áreas de conhecimento (dos Departamentos de Engenharia Mecânica - Centro I&D Citepe -, Electrónica Industrial - Centro Algoritmi -, e Engenharia Têxtil - 2C2T -), juntamente com um grupo de três alunos dos cursos de licenciatura em Engenharia Mecânica e Engenharia Electrónica Industrial e Computadores.

Relativamente aos objectivos a atingir, este projecto aponta, fundamentalmente, para o desenvolvimento de uma aeronave de pequenas dimensões orientado por visão que permita, em quaisquer condições atmosféricas e recorrendo (somente) aos sistemas de bordo e à sua capacidade de computação, levar a cabo, autonomamente, as seguintes missões:  

  • Iniciar a operação de descolagem do aparelho;

  • Voar até uma determinada área seguindo um percurso previamente especificado, enquanto continuamente evita obstáculos, sendo capaz de gerar autonomamente uma trajectória no caso da área alvo se alterar durante o percurso;.

  • Localizar e perseguir objectos referenciados na área designada;

  • Enviar imagens a uma estação (central) de recolha de dados em terra, se necessário, e

  • Regressar e aterrar em segurança.

As actividades conducentes aos objectivos traçados tiveram o seu início em Setembro de 2004, tendo já sido dados alguns passos importantes neste domínio. As estratégias, ao nível das etapas de trabalho, passam pela construção do avião (como futuro UAV) bem como pelo estudo, desenvolvimento e implementação da:

  • Arquitectura de software (distribuída e rede determinística com controlo centralizado; módulos com arquitectura Round-Robin, e módulos de controlo central com sistema operativo em tempo real);

  • Arquitectura de hardware (rede de comunicações a bordo determinística e sem fios - "wireless" -, interligando os módulos de: Gestão de comunicações a bordo; gestão de comunicações ar-terra-ar; caixa negra; aquisição de dados; asa esquerda; asa direita; leme, e controlo central);

  • Arquitectura de controlo (controlo clássico para controlo lateral e longitudinal, e para definição e seguimento de trajectórias recorrendo ao controlo dinâmico não-linear);

  • Visão artificial (integrando módulos de auxílio à navegação - "3D vision" - e de detecção de objectos e obstáculos), e de

  • Têxteis técnicos para o revestimento do compartimento de carga, visando o seu isolamento.