Integrated architecture for vision-based indoor localization and mapping of a quadrotor micro-air vehicle

Atualmente os sistemas de pilotagem autónoma de quadricópteros estão a ser desenvolvidos de forma a efetuarem navegação em espaços exteriores, onde o sinal de GPS pode ser utilizado para definir waypoints de navegação, modos de position e altitude hold, returning home, entre outros. Contudo, o problema de navegação autónoma em espaços fechados sem que se utilize um sistema de posicionamento global dentro de uma sala, subsiste como um problema desafiante e sem solução fechada. Grande parte das soluções são baseadas em sensores dispendiosos, como o LIDAR ou como sistemas de posicionamento externos (p.ex. Vicon, Optitrack). Algumas destas soluções reservam a capacidade de processamento de dados dos sensores e dos algoritmos mais exigentes para sistemas de computação exteriores ao veículo, o que também retira a componente de autonomia total que se pretende num veículo com estas características. O objetivo desta tese pretende, assim, a preparação de um sistema aéreo não-tripulado de pequeno porte, nomeadamente um quadricóptero, que integre diferentes módulos que lhe permitam simultânea localização e mapeamento em espaços interiores onde o sinal GPS ´e negado, utilizando, para tal, uma câmara RGB-D, em conjunto com outros sensores internos e externos do quadricóptero, integrados num sistema que processa o posicionamento baseado em visão e com o qual se pretende que efectue, num futuro próximo, planeamento de movimento para navegação. O resultado deste trabalho foi uma arquitetura integrada para análise de módulos de localização, mapeamento e navegação, baseada em hardware aberto e barato e frameworks state-of-the-art disponíveis em código aberto. Foi também possível testar parcialmente alguns módulos de localização, sob certas condições de ensaio e certos parâmetros dos algoritmos. A capacidade de mapeamento da framework também foi testada e aprovada. A framework obtida encontra-se pronta para navegação, necessitando apenas de alguns ajustes e testes.

Operacionalização, no contexto da Força Aérea, de um Sistema Aéreo Autónomo Não-Tripulado Classe II para Vigilância Marítima e Busca e Salvamento

Os sistemas de aeronaves não-tripuladas (UAS-Unmanned Aircraft Systems) são uma realidade nos mais distintos cenários, especialmente nos militares. Atualmente, qualquer força armada credível possui sistemas de armas deste tipo ou planeia adquiri-los a curto prazo. Os militares encontram nesta nova valência do poder aéreo uma forma de ultrapassar alguns desafios colocados, essencialmente, por problemas de restrições económicas, humanas e técnicas. O aumento da mobilidade no transporte marítimo e no transporte aéreo, sobre os oceanos leva a que a zona económica exclusiva possa estar ameaçada, especialmente, a costa portuguesa, justificando-se assim, a existência dos meios necessários à sua vigilância de forma eficiente e eficaz. Para isso o país conta com o apoio Força Aérea Portuguesa, que pretende integrar no seu dispositivo nacional UAS Classe II (peso máximo à descolagem entre os 150kg e os 600kg) e desta forma levar a cabo, juntamente com as outras Unidades Aéreas já existentes, missões de Vigilância Marítima e Busca e Salvamento. Não obstante da capacidade já existente, torna-se relevante que sejam estudadas soluções que possam complementar a missão por ela levada a cabo visando, assim, uma otimização de recursos se possível. Tendo em conta esta moldura enquadradora, a presente dissertação, através de um estudo teórico, tem por objetivo geral analisar a potencial operacionalização de um UAS do tipo Classe II, no contexto das missões da Força Aérea. Para a elaboração deste estudo investigou-se e recolheu-se informações sobre a missão VIMAR e SAR. Para a recolha de dados foram elaboradas entrevistas a alguns militares experientes da organização. Os dados recolhidos possibilitaram a criação e respetiva análise de uma matriz SWOT, assim como tipificar missões, no âmbito da Vigilância Marítima e Busca e Salvamento, nas quais a integração do UAS com as aeronaves tripuladas se revelaria fulcral para o sucesso das operações aéreas. Provado o potencial, termina-se com a enumeração de diversas tarefas, sensores, equipamentos e requisitos que poderão servir de referência aos responsáveis pelo desenho e conceção do UAS.

As ruturas epistemológicas na cultura aeronáutica resultantes da emergência da guerra aérea remota

A evolução tecnológica e a necessidade operacional de Unmanned Aircraft Systems (UAS) ditarão, a curto trecho, a sua expansão funcional à quase totalidade das áreas de missão tipicamente reservadas às plataformas tripuladas. Talvez a maior barreira à adoção dos UAS de forma plena, pela United States Air Force (USAF) em particular, e por extensão a outras Forças Aéreas que partilhem de valores semelhantes, será a alteração da cultura organizacional, no sentido de promover a aceitação dos sistemas não tripulados como capacidades idênticas às providenciadas pelas aeronaves tripuladas. Este artigo pretende explorar algumas das forças dissociativas que resistem à integração dos UAS na estrutura de força de uma instituição, tomando como exemplo a USAF enquanto maior utilizadora destes sistemas e influenciadora das tendências futuras do Poder Aéreo. Para melhor percebermos os desafios culturais que despontam do emprego em larga escala de UAS de combate, teremos de percorrer o processo de independência da USAF e a validação estratégica do Poder Aéreo enquanto instrumento militar preferencial