SEMINÁRIOS DE PESQUISA

Sistemas Aéreos não Tripulados: D fi A li õDesafios e Aplicações

Luciano de Oliveira Nerisluciano@dc.ufscar.brluciano@dc.ufscar.br

Fonte: Kelley S. A World Of Proliferated Drones

Departamento de ComputaçãoUniversidade Federal de São Carlos

SumárioSumário

Acrônimos Tiposp Histórico

Regulamentação Regulamentação Aplicação Desafios de Pesquisa

2

Acrônimos

AcrônimosAcrônimos

Drone - ??

UAV - Unmanned Aerial Vehicle (VANT) UAV Unmanned Aerial Vehicle (VANT)

UAS - Unmanned Aerial System (SANT)

RPA - Remotely-Piloted Aircraft (ARP)

RPAS - Remotely-Piloted Aircraft System (SARP)

4

Tipos

Asa FixaAsa Fixa

Fonte: https://ffescritor.files.wordpress.com/2015/06/

Fonte: https://www.sensefly.com/home.html

6Fonte: http://www.aeromao.com/aeromapper_300

Asa RotativaAsa Rotativa

Fonte: http://www.aeroscout.ch

7

Fonte: http://www.airpower.at/news06/0913_schiebel/

Asa RotativaAsa Rotativa

Fonte: http://drones.specout.com/l/101/Service-Drone-MULTIROTOR-G4-Blackbird-V2

8

Fonte: http://www.eletrica.ufpr.br/anais/cba/2012/Artigos/99717.pdf

DirigíveisDirigíveis

Fonte: http://www.sba.org.br/rsv/SBAI/SBAI2007/docs/30907_1.pdf

9

Fonte: http://www.planobrazil.com/airship-do-brasil-empresa-dedicada-a-pesquisa-e-desenvolvimento-de-dirigiveis-no-brasil/

Ducted FanDucted Fan

Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Honeywell_RQ-16_T-Hawk

10Fonte: https://www.behance.net/gallery/31116957/My-COANDA-EFECT-UAV-hobby-curiosity-research

ItensItens

11http://swallowuav.com/products_skimmer2.aspx

SoftwareSoftware

INCT-SEC Tiriba (2009)

http://ardupilot.org/planner/docs/mission-planner-overview.html

Histórico

HistóricoHistórico

1849 - Austríacos 1861 - Guerra Civil Americana 1914 - 1ª Guerra Mundial

14

Fonte: http://portal.eceme.ensino.eb.br/meiramattos/index.php/RMM/article/view/376/545

HistóricoHistórico

1944 - Segunda Guerra

V-1 flying bombV-1 flying bombWingspan: 5.5 mWeight : 2.150 kgRange: 250 km

15

Range: 250 kmSpeed: 640 km/h

https://en.wikipedia.org/wiki/V-1_flying_bomb

HistóricoHistórico

1982 - Guerra do Líbano

IAI ScoutWingspan: 4.96 mWeight : 159 kgWeight : 159 kgEndurange: 7 hSpeed: 176 km/h

16

https://en.wikipedia.org/wiki/IAI_Scout

HistóricoHistórico

1984 – CTA (Brasil)

AcauãWingspan: 5.1mWeight : 120 kgWeight : 120 kgEndurange: 7 hSpeed: 100 km/h

17

https://en.wikipedia.org/wiki/IAI_Scout

HistóricoHistórico

1991 - Tempestade no Deserto

AAI RQ-2 PioneerWingspan: 5.2 mWeight : 205 kgEndurange: 5 hSpeed: 200 km/h

18

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:RQ-2B_pioneer_uav.jpg

HistóricoHistórico

2001 - Afeganistão 2003 - Iraque

General Atomics MQ-1 PredatorWingspan: 14.8 mg pWeight : 1,020 kgEndurance: 24 hSpeed: 217 km/h

19

https://defense-update.com/products/p/predator.htm

HistóricoHistórico

20

https://fas.org/irp/program/collect/uav_roadmap2005.pdf

HistóricoHistórico

2008 – Estratégia Nacional de Defesa

21

http://www.defesa.gov.br/projetosweb/estrategia/arquivos/estrategia_defesa_nacional_portugues.pdf

HistóricoHistórico

2010 - Polícia Federal

IAI Heron 1Wingspan: 17 mWeight : 1,100 kgEndurance: 36 hSpeed: 207 km/h

22

Fonte:http://blog.hangar33.com.br/conheca-o-vant-o-aviao-nao-tripulado-da-policia-federal/

HistóricoHistórico

2010 - Força Aérea Brasileira (FAB)

Elbit Hermes 450Elbit Hermes 450Wingspan: 10 mWeight : 450 kgEndurance: 16 hSpeed: 170 km/h

23Fonte:http://www.brasilemdefesa.com/2013/05/rq-450-da-fab-hermes-450.html

HistóricoHistórico

1998Aerosonde "Laima"

Aerosonde

https://en.wikipedia.org/wiki/AAI_Aerosonde

24

HistóricoHistórico

2000 - Simon Fraser University

FireMite

2001 - Georgia Tech Aerial Robotics

Autonomous J3-Cup

25

HistóricoHistórico

1996 - CenPRA - Centro de Pesquisas Renato Archer

Projeto AURORA

1999 – ICMC/USP

Projeto ARARA

26

HistóricoHistórico

Projeto ARARA

27

HistóricoHistórico

28

http://www.gps.gov/systems/gps/modernization/sa/data/

HistóricoHistórico

2009 - Ardupilot

29

Payload

PayloadPayload

Effective pixels 36 megapixels 2009 - Ardupilot Effective pixels 36 megapixels

Mirrorless interchangeable lensISO 100-25600Maximum shutter speed 1/8000 secMaximum shutter speed 1/8000 secSensor size Full frame (35.9 x 24 mm)Weight (inc. batteries) 465 g$2 300 00$2.300,00

Effective pixels 12 megapixelsFocal length (equiv.) 28–84 mmg ( q )

ISO 80 – 12800Max shutter speed 1/2000 sec

Weight (inc. batteries) 217 g

31

$450,00

PayloadPayloadTetracam ADC MicroTetracam ADC Micro3.2 megapixel CMOS sensorSpectral Band 0.8 μmSize 75 mm x 59 mm x 33 mmSize 75 mm x 59 mm x 33 mmWeight (inc. lens) 100 g$ 3,000.00

MicaSense Sequoia1.2 megapixel CMOS sensor

Spectral Band 0.79 μmSize 30 mm x 59 mm x 41 mm

Weight 72 g$3.500,00

32

PayloadPayload

Flir VUE™ PROSize 2.26" × 1.75" (57.4 × 44.4 mm)Weight 3.25-4 oz (92.1 – 113.4 g)Spectral Band 7.5 - 13.5 μm$1,999.00

33

PayloadPayload

Headwall Nano HyperspecHeadwall Nano-HyperspecVNIR (400-1000nm) 640 spatial bands270 spectral bands270 spectral bandsMaximum Framerate (Hz) 300Weight without lens: less than 0.52kg

SPECIM AisaKESTREL 10Spectral range 400 - 1 000 nm

Spatial resolution 2048 pixels/lineFrame rate up to 130 Hz

T l W i h 4 k34

Total Weight 4.75 kg

PayloadPayload

35

http://www.equatorialsistemas.com.br/images/eqsa_hiperspec.jpg

PayloadPayloadRIEGL VUX-1UALaser Wavelength near infraredLaser Wavelength near infraredMin. Range 3.0 mMax. Range 550 mAccuracy 10 mmP i i 5Precision 5 mmLaser Pulse Repetition Rate up to 550 kHzWeight 3.5 kgPower consumption: 60 W o e co su p o 60

RiCOPTER

36https://twitter.com/interpine_nz

MicroeletrônicaMicroeletrônica

OriginGPS NANO SPIDERAccuracy of < 2.5m in 50% of trialsUpdate rate of 5Hz, 1Hz by defaultDimensions 4.1×4.1×2.1mmWeight 0.1g

BOSCH BMI160Inertial Measurement Unit (IMU)

16 bit digital triaxial accelerometer16 bit digital, triaxial accelerometer16 bit digital, triaxial gyroscope

37

MicroeletrônicaMicroeletrônica

Prox Dynamics PD 100Prox Dynamics PD-100 Personal Reconnaissance SystemMass 18 g including cameras Maximum speed 18mk/hMaximum speed 18mk/hEndurance up to 25 minutes Digital data link beyond 1600 m line-of-sight

38

Regulamentação

RegulamentaçãoRegulamentação

VANT é considerado aeronave e, portanto está sujeito àlegislação aeronáutica.

Nenhum VANT civil pode operar no Brasil semautorização da ANAC e de outros órgãos como oautorização da ANAC e de outros órgãos como oDECEA e a ANATEL.

A legislação brasileira prevê que para operação,qualquer aeronave deve ser autorizada (Lei nºqualquer aeronave deve ser autorizada. (Lei n7.565/86)

40Fonte: http://wiki.dpi.inpe.br/lib/exe/fetch.php?media=workshopvants:workshopvants:anac_vant_inpe.pdf

RegulamentaçãoRegulamentação

A portaria nº 207/STE/1999 estabelece regras paraã d d li B iloperação do aeromodelismo no Brasil.

A Instrução Suplementar (IS) da ANAC, datada de 2012,prevê a emissão de autorização de voo para VANTssomente para pesquisa e desenvolvimento esomente para pesquisa e desenvolvimento etreinamento de tripulação. (IS nº 21-001)

41

RegulamentaçãoRegulamentação

42

RegulamentaçãoRegulamentação

RPA RPA RPARPAClasse 1

RPAClasse 2

RPAClasse 3 Aeromodelo

Será requerido cadastro? Não Não Sim Não

Será requerido registro? Sim Sim Não Não

Será requerido aprovação de projeto? Não Sim Simplificado Nãop j

Será requerido processo de certificação? Sim Não Não Não

Será requerida idadeSerá requerida idade mínima de 18 anos? Sim Sim Sim Não

Será requerido CertificadoMédico? Sim Sim Não Não

Serão requeridas licença e habilitação? Sim Sim

Apenas acimade 400 pés

(120 m)

Não, mas limitado a 400 pés (120 m)

43

Será requerido registro dos voos? Sim Sim Não Não

Fonte: http://www.anac.gov.br/noticias/2015/anac-propoe-regras-para-rpa-e-aeromodelos

RegulamentaçãoRegulamentação

Mínimo de 30 m

Mínimo de 30 m

Pessoas não

anuentes

Pessoas não

anuentes

• Em áreas urbanas e aglomerados rurais, máximo de 200 pés (60 m) acima do nível do solo

44

(60 m) acima do nível do solo.

Fonte: http://www.anac.gov.br/noticias/2015/anac-propoe-regras-para-rpa-e-aeromodelos

RegulamentaçãoRegulamentação

Aplicações

AplicaçõesAplicações

http://i.imgur.com/kjZs4qw.jpg

AplicaçõesAplicações

Anti-drones

Anti-dronesAnti drones

Anti-dronesAnti drones

https://www.youtube.com/watch?v=HifO-ebmE1s&feature=youtu.be

Anti-dronesAnti drones

http://www.blighter.com/products/blighter-auds-anti-uav-defence-system.html

Blighter AUDS Anti-UAV Defence System

p g p g y

Desafios de Pesquisa

Desafios de PesquisaDesafios de Pesquisa

INCT-SEC Tiriba (2009)

Desafios de PesquisaDesafios de Pesquisa

Desafios de PesquisaDesafios de Pesquisa

Desafios de PesquisaDesafios de Pesquisa

Desafios de PesquisaDesafios de Pesquisa

Desafios de PesquisaDesafios de Pesquisa

Longa DuraçãoLonga DuraçãoHelios - NASAHelios NASA

University of MichiganX-HALE

(high altitude long endurance)

Voo CoordenadoVoo Coordenado

GRASP Lab, University of PennsylvaniaMicro quadrotor 73g 21 cmMicro quadrotor 73g 21 cmOnboard attitude estimation and controlExternal localization systemTwo Zigbee transceivers

htt // t b / t h? YQIMGV5 td4

g

https://www.youtube.com/watch?v=YQIMGV5vtd4

Obrigado!