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Abstract(s)
A evolução de veículos não tripulados disponibilizou uma oportunidade valiosa para o crescimento da capacidade operacional militar em ambientes marítimos, através do desempenho de missões como: reconhecimento marítimo, vigilância, patrulhamento, e busca e salvamento. De modo a desenvolver este potencial, a implementação de uma estrutura interoperável que contêm veículos não tripulados que cooperam e interagem entre si com um objetivo comum, é essencial.
Esta dissertação foca-se na apresentação dos benefícios provenientes do uso de veículos não tripulados, das vantagens associadas ao desenvolvimento de interoperabilidade entre veículos não tripulados, e de uma implementação prática que consiste num controlador externo para um veículo aéreo não tripulado que permite a adição de novas funcionalidades para o veículo aéreo não tripulado, como a aterragem visual autónoma em navios de guerra. O desenvolvimento do controlador explora o potencial do Robotic Operating System, que providencia uma variedade de bibliotecas, ferramentas e funcionalidades, assim como a capacidade de abstração de hardware, promovendo e auxiliando o desenvolvimento de novas tecnologias. A validação do controlador foi baseada na construção de cenários de teste que permitiram a análise dos dois principais módulos do controlador: módulo de comando e controlo, e módulo de aterragem visual autónoma. Os resultados obtidos foram positivos, tendo demonstrado um desempenho promissor, no que toca à passagem de comandos de voo através do controlador, verificando uma baixa percentagem de erros na deteção da marca visual de aterragem, o que permite a aterragem visual autónoma.
O trabalho realizado apresenta-se como um passo em frente no que toca ao desenvolvimento de veículos não tripulados associados à Marinha Portuguesa, tornando-se numa referência para desenvolvimento futuro.
The current evolution of unmanned vehicles has unlocked a valuable opportunity to extend military operational capability in maritime environments, through the performance of missions such as: maritime reconnaissance, surveillance, patrolling, and search and rescue. To further develop this potential, it’s essential to implement an interoperable structure that integrates several unmanned vehicles, which cooperate and interact together to achieve a common goal. This thesis aims for presenting the benefits of the use of unmanned vehicles, the benefits of the developing interoperability between unmanned vehicles, and at presenting a practical implementation of an on-board unmanned aerial vehicle controller that allows the addition of several new functionalities to the unmanned aerial vehicle, like performing visual autonomous landing on warships. The development of the controller explores the potential of the Robotic Operating System, which provides a variety of libraries, tools and functionalities, as well as the capability of hardware abstraction, while promoting and supporting the development of new technologies. The validation of the controller was based on test scenarios designed for the analysis of the two main modules of the controller: command & control module and the autonomous visual landing module. The results were positive, showing a promising performance when passing flight commands through the controller, and a low error percentage during the visual marker detection, which allows autonomous visual landing. This thesis will provide a step further on the development of unmanned vehicles associated to the Portuguese Navy, becoming a standard for future development
The current evolution of unmanned vehicles has unlocked a valuable opportunity to extend military operational capability in maritime environments, through the performance of missions such as: maritime reconnaissance, surveillance, patrolling, and search and rescue. To further develop this potential, it’s essential to implement an interoperable structure that integrates several unmanned vehicles, which cooperate and interact together to achieve a common goal. This thesis aims for presenting the benefits of the use of unmanned vehicles, the benefits of the developing interoperability between unmanned vehicles, and at presenting a practical implementation of an on-board unmanned aerial vehicle controller that allows the addition of several new functionalities to the unmanned aerial vehicle, like performing visual autonomous landing on warships. The development of the controller explores the potential of the Robotic Operating System, which provides a variety of libraries, tools and functionalities, as well as the capability of hardware abstraction, while promoting and supporting the development of new technologies. The validation of the controller was based on test scenarios designed for the analysis of the two main modules of the controller: command & control module and the autonomous visual landing module. The results were positive, showing a promising performance when passing flight commands through the controller, and a low error percentage during the visual marker detection, which allows autonomous visual landing. This thesis will provide a step further on the development of unmanned vehicles associated to the Portuguese Navy, becoming a standard for future development
Description
Keywords
Interoperabilidade, Veículos Aéreos Não Tripulados, Aterragem Visual Autónoma Interoperability, Unmanned Aerial Vehicles, Autonomous Visual Landing