Dissertação

{pt_PT=Energy Monitoring System for Low-Cost UAVs} {} EVALUATED

{pt=No presente, as aeronaves não tripuladas, particularmente os modelos de baixo custo, carecem de sistemas de segurança intrínsecos apesar do crescente interesse do público civil por estas plataformas, colocando em risco outras aeronaves, pessoas e propriedade. Integrado num projecto mais abrangente que pretende lidar com problemas de segurança neste tipo de aeronaves, este trabalho pretende contribuir para o aumento dos seus mecanismos de segurança propondo um sistema de monitorização de energia capaz de fornecer estimativas actualizadas do estado de energia final das fontes a bordo, permitindo ao operador perceber se a missão planeada pode ser completada em segurança, dados os seus requisitos energéticos e tendo em conta as condições ambientais tais como o vento e radiação solar. A estimativa de energia restante permite uma melhor consciência energética durante o planeamento de missão e as actualizações em tempo real permitem ter em conta perturbações e manobras evasivas inesperadas. O sistema proposto é validado qualitativamente e três métodos previamente não considerados na literatura são propostos para estimar a energia requerida para completar uma dada missão planeada, e o seu desempenho é avaliado utilizando software de simulação. Conclui-se que os métodos discutidos são bastante sensíveis à qualidade dos dados e ferramentas de simulação utilizados e aqueles disponíveis seriam inadequados para simular um cenário real. Apesar de tudo, fundamentos sólidos para trabalhos futuros são estabelecidos., en=In the present, unmanned aerial vehicles, particularly low-cost models, lack intrinsic safety systems despite increasing interest by the civilian public for these platforms, posing a threat to other aircraft, people and property. Integrated in a larger project that addresses safety issues for this type of aircraft, this work aims to contribute to the enhancement of their safety features by proposing an energy monitoring system capable of providing updated estimates of the final state of energy of the onboard sources, enabling the operator to understand if the planned mission can be completed safely, given its energetic requirements and taking into account environmental conditions such as wind and solar radiation. The remaining energy estimate enables better energy awareness during mission planning and the online updates allow to account for unexpected disturbances and obstacle avoidance. The proposed energy monitoring system is qualitatively validated and three methods not previously considered in the literature are proposed to estimate the required energy to complete a given planned mission, and their performance is evaluated using simulation software. It is concluded that the methods discussed are very sensitive to the quality of the data and simulation tools used and those available would be inadequate for simulating a real scenario. Nonetheless, solid foundations for future work are established.}
{pt=Segurança de UAVs, Viabilidade de Missão, Requisitos Energéticos de Missão, Modelos de Estimação de Energia, Fontes de Energia, Integração do Sistema, en=UAV Safety, Mission Feasibility, Mission Energy Requirements, Energy Estimation Models, Energy Sources, System Integration}

julho 19, 2017, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

André Calado Marta

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Alexandra Bento Moutinho

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar