Defesa de Dissertação de Mestrado de Bruno Alves Hilário, em 04/09/2023, às 10:00h, por vidoconfrência.
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Arquitetura de Simulação de Missões com Drones com Aspectos Mais Realistas de Comunicação Ar-Terra
Resumo:
Os Veículos Aéreos Não Tripulados (ou UAV, do inglês Unmanned Aerial Vehicles) tiveram um crescimento significativo devido a seus preços acessíveis, disponibilidade e facilidade de operação. Esses benefícios de operabilidade levaram à sua introdução em muitas aplicações civis, incluindo vigilância, monitoramento remoto, operações de socorro, além do uso recreativo. Para aplicações críticas, uma plataforma realista de simulação de missão de UAV, incluindo modelos precisos para prever o alcance e a qualidade da comunicação entre o UAV e a estação terrestre, é de grande valia para garantir a eficácia e a segurança do voo. Nossos estudos mostraram que as plataformas de simulação são, em geral, simplificadas quanto aos modelos de comunicação. A ausência de um modelo realista impede um planejamento mais seguro em relação à comunicação, uma vez que se torna inviável testar os limites da conexão de maneira adequada. Nesta dissertação, propomos uma arquitetura de simulação baseada no SITL ArduPilot que introduz modelos de comunicação mais precisos. Com base em modelos de propagação encontrados na literatura, nossa proposta permite o refinamento dos modelos de comunicação utilizados em simulações. Os resultados mostraram que a qualidade do sinal varia de acordo com o modelo de propagação escolhido, permitindo ajustar os parâmetros dos modelos implementados. Além disso, a capacidade de implementar modelos específicos destaca a natureza modular e flexível da nossa arquitetura proposta.
Abstract:
Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) have seen significant growth due to their affordable prices, availability, and ease of operation. These operability benefits have introduced them into many civilian applications, including surveillance, remote monitoring, relief operations, and recreational use. For critical applications, a realistic UAV mission simulation platform, including accurate models to predict the range and quality of communication between the UAV and the ground station, is of great value to ensure the effectiveness and safety of the flight. Our studies showed that simulation platforms are generally simplified in terms of communication models. Not having a realistic model prevents safer communication planning, as it becomes impossible to properly test the connection’s limits. In this dissertation, we also propose a simulation architecture based on the SITL ArduPilot that introduces more accurate communication models. Based on propagation models found in the literature, our proposal enables the refinement of communication models used in simulations. The results have revealed that signal quality varies depending on the chosen propagation model, allowing for adjustments to the implemented model parameters. Furthermore, the ability to implement specific models highlights our proposed architecture’s modular and flexible nature.
Banca examinadora:
Prof. Diego Gimenez Passos, UFF – Presidente
Prof. Flávio Luiz Seixas, UFF
Prof. Raphael Pereira de Oliveira Guerra, UFF
Prof. Diego Nunes Brandão, CEFET-RJ