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Dados do Trabalhos de Conclusão

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
ENGENHARIA DE DEFESA (31007015011P8)
Rede IoT assistida por sistema de múltiplas aeronaves remotamente pilotadas para operações de recuperação de desastres
ERICK MENEZES MOREIRA
TESE
03/03/2020

O emprego múltiplas aeronaves remotamente pilotadas (ARPs) é um tema de pesquisa de altíssima importância no cenário de Defesa, assim como o tema redes de comunicação para cooperação entre robôs. Ambos os assuntos possuem relevância pois agregam maior capacidade às equipes que executam tarefas de inteligência, vigilância, busca de alvos e reconhecimento. A essas tarefas militares somam-se suas contrapartes civis: segurança pública, recuperação de desastres, resgate e salvamento, serviços cujo desempenho afeta diretamente a qualidade de vida da sociedade. Com o intuito de contribuir com tais estudos, esta tese apresenta uma metodologia de planejamento de trajetórias e navegação para veículos com comunicação em rede. O cenário de missão considerado tem por objetivo estabelecer uma rede operacional em ambiente desestruturado, desprovido de qualquer infraestrutura de rede prévia, visando conectar as demandas de tráfego de mensagens, apresentadas previamente, ao centro de comando e controle operacional. A solução emprega um sistema de aeronaves remotamente pilotadas, equipado com uma interface de rede sem fio que os permite coordenar a missão e atender ao objetivo proposto. O método supera as limitações de recursos comumente empregados para realizar a retransmissão de dados, como torres de antena sobre rodas e satélites de baixa órbita, pois pode ser instalado e colocado em operação em pouco tempo e sem limitações terrestres. Além disso, ele também contribui na cooperatividade entre robôs, apresentando um sistema de rede IoT onde cada robô é representado por um IPv6 na rede, podendo se comunicar de maneira transparente e universal com outros robôs, grupos de robôs e com o centro de comando. Para executar as tarefas citadas acima, este trabalho apresenta ainda uma arquitetura para ARP orientada às demandas operacionais e um simulador de missões com múltiplos ARPs. O primeiro permite a tradução de tarefas do nível de entendimento humano para o nível de execução de cada indivíduo robótico do grupo. O segundo cria um ambiente para a simulação de missões com múltiplas aeronaves, que se comunicam através de uma pilha de protocolos de rede e são submissos à um modelo de propagação selecionado. A solução proposta foi testada e validada usando simulação computacional e ensaios em voo com ARPs do tipo quadricóptero.

arp;sarp;iot;vant;tarefas cooperativas;agentes inteligentes
Motion planning for multiple remotely piloted aircraft (RPAs) is a very important research topic for Defense operations, as well as communication networks for cooperation between robots. Both issues have relevance because they increase the capacity of the troops to succeed in ISTAR missions (Intelligence, Surveillance, Target Acquisition and Reconnaissance). To these military missions are added their civil counterparts: public safety, search and rescue, whose improvement directly affects the society’s quality of life. With the purpose of contributing to such a study, this thesis presents a methodology of motion planning and navigation for communication aware vehicles. The application scenario is intended to establish an operational network in a infrastructure-less environment, devoid of any previous network infrastructure, in order to connect a set of given traffic demands to the command control center. The solution employs a remotely piloted aircraft system (RPAS), equipped with a wireless network interface that allows them to coordinate the mission and meet the proposed goal. The proposed method aims to overcome the limitations of commonly used resources, such as truck mounted antenna towers and low-orbit satellites, to perform network data relay. In addition, the method also enhances task cooperation between robots, presenting an IoT based network where each robot becomes an IPv6 in the network, being able to communicate in a transparent and universal way with other robots, robot groups and with the command center. To perform the tasks mentioned above, this work also presents an RPA architecture oriented to operational needs, where each robot is organized to perform a part of the task assigned to the RPAS. The proposed solution will be tested and validated using computational simulation and in-flight tests with quadrotor-type aircrafts. Finally, the results will be compared with related works to prove the feasibility of using the methodology proposed as the solution of such problem.
unmanned systems;unmanned vehicles;uav;uas;cooperative tasks;intelligent agents
Único
111
PORTUGUES
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
O trabalho possui divulgação autorizada
Tese - D - ERICK MENEZES MOREIRA.pdf

Contexto

ENGENHARIA DE DEFESA
MECATRÔNICA, MATÉRIA CONDENSADA E SISTEMAS DE ARMAS
Sistemas autônomos inteligentes de robótica

Banca Examinadora

PAULO FERNANDO FERREIRA ROSA
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
PAULO FERNANDO FERREIRA ROSA Docente - PERMANENTE
ANTONIO LUIZ LOPES RAMOS Participante Externo
RICARDO CHOREN NOYA Docente - COLABORADOR
KARLA TEREZA FIGUEIREDO LEITE Participante Externo
DEBORA CHRISTINA MUCHALUAT SAADE Participante Externo
JAUVANE CAVALCANTE DE OLIVEIRA Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
COMANDO DO EXERCITO - Departamento de Ciência e Tecnologia 36

Vínculo

Servidor Público
Instituição de Ensino e Pesquisa
Ensino e Pesquisa
Sim
Plataforma Sucupira
Capes UFRN RNP
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