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Título: Sistemas de navegação e controle para veículos aéreos não tripulados e suas aplicações
Autor(es): Santana, Lucas Vago
Orientador: Sarcinelli Filho, Mário
Data do documento: 29-Set-2016
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Esta tese de doutorado propõe sistemas de navegação e controle para aplicação com veículos aéreos não tripulados de pequeno porte, amplamente acessíveis na atualidade. O foco é na aplicação de técnicas com uma implementação simplificada e resultados experimentais eficientes, respeitando-se as limitações do equipamento utilizado. Os sistemas propostos são testados em diferentes missões de voo incluindo tarefas de posicionamento, seguimento de trajetórias e controle de formação entre robôs, que são realizadas sob condições variadas de voo tanto em ambientes interiores como exteriores. Para contextualização dos temas abordados, inicialmente são apresentadas as terminologias adotadas e os conceitos gerais sobre o funcionamento de um veículo aéreo moderno, enfatizando sua integração com um piloto automático. Em seguida, um modelo matemático simplificado é proposto como representação dos movimentos desse veículo a partir do qual os sistemas de controle automático são derivados. Em paralelo, apresentam-se as técnicas de fusão sensorial dos sistemas de navegação, explicitando o tratamento realizado nas informações usadas na realimentação de controle. Ao longo dos capítulos, diversos experimentos são discutidos com o propósito de avaliar os sistemas propostos e concluir sua eficiência como solução para os problemas abordados nesse trabalho. Finalmente, destacam-se as conclusões e algumas possibilidades de aplicações futuras.
This thesis proposes navigation and control systems for application with a small size unmanned aerial vehicles, widely accessible nowadays. The focus is on the application of techniques with a simplified implementation and efficient experimental results, respecting the limitations of the equipment used. The proposed systems are tested in different flight missions including tasks of positioning, trajectory tracking and robot formation control, which are conducted in varying flight conditions in both indoor and outdoor environments. For contextualization of the topics addressed, initially the terminology adopted and the general concepts on the operation of a modern aerial vehicle are presented, emphasizing its integration with an autopilot. Next, a simplified mathematical model is proposed as a representation of the movements of the vehicle from which automatic control systems are derived. In parallel, the techniques of sensory data fusion used in the navigation systems are presented, explaining the treatment applied for control feedback purposes. Throughout the chapters, several experiments are discussed in order to evaluate the proposed systems and conclude their efficiency in solving the problems addressed in this work. Finally, the conclusions and some possibilities of future applications are highlighted.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9685
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