Dissertação
Redundant auto-pilot system based on COTs open source solution EVALUATED
O desenvolvimento das aeronaves não tripuladas (UAV) aumentou nos anos mais recentes, devido às vastas aplicações, que estas já desempenham na sociedade. Naturalmente, o software e o hardware dos pilotos automáticos usados pelos veículos aéreos não tripulados também acompanhou a evolução, sendo que uma das preocupações destes sistemas é mitigar ou eliminar erros que possam ter consequências negativas e inesperadas em prejuízo dos utilizadores ou de terceiros. É sobre o desenvolvimento de um sistema de detecção e tolerante a falhas, aplicado no piloto automático de UAV que a presente tese incide. A partir do estudo dos conceitos de fialibilidade e redundância justificou-se que três unidades de pilotos automáticos são suficientes para integrar o sistema. Após análise de vários pilotos automáticos disponíveis comercialmente de código aberto, o PX4 foi o escolhido. A biblioteca de controlo de estimação é o módulo mais complexo do PX4 firmware e por padrão, utiliza sete instâncias independentes do filtro de kalman estendido ao mesmo tempo, oferecendo redundância ao nível do estimador e capacidade de detecção de falhas graves e leves. Cada estimador é avaliado através das suas inovações e variância das mesmas. O algoritmo de decisão foi projectado num anel externo baseado nos resultados finais destes mecanismos redundantes existentes no firmware. A selecção do piloto automático é calculada de forma descentralizada, dentro de cada um, e em permanente comunicação com os outros dois pilotos automáticos. O sistema de tripla redundância foi validado no software-in-the-loop com o simulador Gazebo.
dezembro 16, 2021, 15:30
Publicação
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Orientação
ORIENTADOR
Responsável pela equipa de engenharia de produto aeronáutico, CEiiA
Especialista
