La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 1 ATTIVITA DEL DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA AEROSPAZIALE DI PISA NEL SETTORE DEI miniUAV A. Salvetti, G. Lombardi,

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 1 ATTIVITA DEL DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA AEROSPAZIALE DI PISA NEL SETTORE DEI miniUAV A. Salvetti, G. Lombardi,"— Transcript della presentazione:

1 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 1 ATTIVITA DEL DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA AEROSPAZIALE DI PISA NEL SETTORE DEI miniUAV A. Salvetti, G. Lombardi, R. Galatolo, C. Casarosa Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Università di Pisa Ricerca e tecnologia per la sicurezza: la collaborazione tra Finmeccanica e il sistema universitario Roma, Auditorium di Finmeccanica, 10 Nov CRUI - FINMECCANICA

2 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 2 Argomenti Che cosa è un UAV Perchè i Mini / Micro UAV Il SISTEMA UAV Attività presso il DIA Conclusioni

3 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 3 Che cosa è un UAV Si intende per UNMANNED AIR VEHICLE (UAV) Un veicolo senza pilota a bordo Capace di eseguire una MISSIONE : Controllata da terra Automatica Autonoma Tipicamente la missione prevede il TRASPORTO DI SENSORI con trasmissione a terra dei dati in tempo reale

4 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 4 UNMANNED VEHICLES nel mondo

5 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 5 Dimensioni degli UAV Il concetto di UAV è indipendente dalle dimensioni Le dimensioni influenzano comunque: Le prestazioni La struttura necessaria per loperatività Con le dimensioni Definizione (arbitraria) : MiniUAV Dimensioni (fino a) UAV Massa (fino a) 1.5 m 70 cm 10 Kg 2 Kg

6 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 6 Perchè i Mini / Micro UAV SOVRADIMENSIONATO come portata e costo dimpiego SOTTODIMENSIONATO in termini di informazione locali Struttura necessaria per loperatività IMPEGNATIVA UAV grande Difficoltà a operare in piccole aree PROBLEMATICA: IMPIEGO IN AREE LIMITATE VANTAGGI SIGNIFICATIVI NELLUSO DI PICCOLI UAV Rapidamente Dispiegabile Basso Costo

7 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 7 Immagine da miniUAV

8 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 8 ESEMPI DI MiniUAV

9 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 9 ARCTURUS T-15 Apertura alare 3m, Peso 25 Kg

10 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 10 BirdEye 500 Backpackable UAV Israel Aircraft Industries Peso 5 Kg, Apertura alare 2 m, Lunghezza 1.5 m.

11 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 11 Merlin Mini UAV (Sagem) Peso 6 Kg, Apertura 1.6 m, Lunghezza 1 m

12 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 12 Aladin Mini UAV (EMT ) Peso 3 Kg, Range 5 Km, Autonomia 45 min.

13 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 13 ESEMPI DI MicroUAV

14 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 14 Mikado Micro UAV (EMT) Peso 0.5 Kg, Range 0.5 Km, Autonomia 20 min.

15 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 15 CPX4 (concorso internazionale ONERA/DGA) Ecoles ENSERG e ENSIEG (Francia) Diametro 70 cm

16 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 16 Oiseau Artificiel (concorso internazionale ONERA/DGA) Ecole des Mines de Paris Ecole Centrale Paris Ala battente Apertura alare 70 cm UAV Ground Station Addetto al controllo Aerodinamica + Elettronica

17 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 17 MISSIONI TIPICHE dei MINI/MICRO UAV OVER THE HILL URBAN CANYON Rilevamenti in zone oltre il range diretto dellutilizzatore, per distanza o ostacoli geografici Range max Km Rilevamenti in zone oltre il range diretto dellutilizzatore, per ostacoli urbani Rilevamenti allinterno di edifici Range max Km

18 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 18 POSSIBILI IMPIEGHI PER LA SICUREZZA (1/2) Aspetto Generale: SENSORE TIPO DI RILIEVO SENSORI: Telecamere (diurne e notturne) Rilevatori di Temperatura Rilevatori di sostanze chimiche Rilevatori particolari (es. Fumo) Ogni altro, con limitazioni di peso e dimensioni

19 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 19 POSSIBILI IMPIEGHI PER LA SICUREZZA (2/2) POSSIBILI IMPIEGHI Sorveglianza Scoperta di incendi Ponte per trasmissioni radio Analisi situazioni critiche senza impiego umano diretto: Dentro zone incendiate Dentro abitazioni pericolanti In zone con forte inquinamento In zone difficilmente raggiungibili per frane, crollo ponti etc.

20 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 20 Il SISTEMA UAV - ( Sistema Integrato) PIATTAFORMA GROUND STATION SENSORI (PAYLOAD) COMUNICAZIONE Sistema Guida Sistema Rilevamento Posizione Downlink Uplink

21 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 21 ATTIVITA DI RICERCA MULTIDISCPLINARE Problema Aerodinamico Fondamentale: BASSI NUMERI DI REYNOLDS Aircraft Design Flight Dynamics Guidance & Control Propulsion Microelectronics Aerodynamics

22 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 22 Attività presso il DIA - PIATTAFORMA Individuazione della specifica Definizione della specifica (casi particolari) Sviluppo del Conceptual design Progetto e realizzazione di prototipi di piattaforma Architettura del Flight Control System Caratterizzazione aeromeccanica e sviluppo di leggi di controllo del velivolo Sviluppo di prototipi di FCS sviluppo di sistemi di misura del moto (AHRS) con accelerometri, giroscopi e magnetometri Sviluppo di sistemi di navigazione integrata INS/GPS

23 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 23 INDIVIDUAZIONE DELLA SPECIFICA Payloads Payloads Range operativo Range operativo Autonomia oraria Autonomia oraria Max. Altitudine Max. Altitudine Tipo di Propulsione Tipo di Propulsione Ambiente operativo Ambiente operativo Max. Velocita Max. Velocita Min. Velocita Min. Velocita Precisione nella posizione Precisione nella posizione

24 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 24 Definizione della specifica - OVER THE HILL Payloads Payloads Range operativo Range operativo Autonomia oraria Autonomia oraria Max. Altitudine Max. Altitudine Propulsione Propulsione Ambiente operativo Ambiente operativo Max. Velocita Max. Velocita Min. Velocita Min. Velocita Precisione nella posizione Precisione nella posizione Modulare, princ. videocamera, 220 g 10 Km 30 minuti 300 m Elettrica vento < 30 Km/h, raffiche a 40 > 60 Km/h < 30 Km/h < 10 m

25 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 25 CONCEPTUAL DESIGN Procedura semplificata di valutazione aerodinamica

26 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 26 Esempio (Over the Hill) E STATO REALIZZATO UN PROTOTIPO CHE HA DIMOSTRATO DI POTER COMPIERE LA MISSIONE Apertura alare 1.2 m Peso 1 Kg Carico utile 220 gr Autonomia 30 min.

27 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 27 Definizione della specifica - URBAN CANYON Payloads Payloads Range operativo Range operativo Autonomia oraria Autonomia oraria Max. Altitudine Max. Altitudine Propulsione Propulsione Ambiente operativo Ambiente operativo Max. Velocita Max. Velocita Min. Velocita Min. Velocita Precisione nella posizione Precisione nella posizione Modulare, princ. videocamera, 50 g 1 Km 15 minuti 100 m Elettrica vento < 30 Km/h, raffiche a 60 > 70 Km/h < 30 Km/h < 2 m

28 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 28 Esempio (Urban Canyon)

29 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 29 PROTOTIPO DI UAV SU CUI VALIDARE PROTOTIPI DI FCS E DI SISTEMI DI NAVIGAZIONE

30 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 30 PROGETTO SCAUT (Sistema di Controllo Automatico del Territorio)

31 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 31 ELEMENTI ESSENZIALI DI UN SISTEMA DI CONTROLLO DEL VOLO DI UN mini(micro)-UAV FLIGHT CONTROL COMPUTER Attuatori superfici mobili Variazione spinta motore Ricevitore comandi Sensori inerziali Ricevitore GPS Trasmettitore dati di bordo Video link Telecamera Data link

32 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 32 Sensori MEMS miniaturizzati di base, disponibili sul mercato: accelerometri, giroscopi (rate gyro), magnetometri. Determinazione dellassetto (pitch e roll) e dellorientazione (heading) mediante elaborazione dei segnali provenienti dai sensori. Le misure di assetto, accelerazioni e velocità angolari sui tre assi-corpo sono fondamentali per la stabilizzazione del velivolo, mediante opportune leggi di controllo. Localizzazione del velivolo: sviluppo di sistemi di navigazione integrata INS/GPS mediante filtro di Kalman SVILUPPO DI SISTEMI DI MISURA DEL MOTO

33 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 33 CONCLUSIONI (1/2) Il concetto di UAV e utilizzato da molti anni Per certi tipi di missione sono necessari velivoli piccoli, detti miniUAV e microUAV Hanno dimostrato notevoli potenzialità nel campo della sicurezza Il Sistema UAV è fortemente integrato tra vari settori La ricerca in un singolo settore è complicata dal fatto che non può prescindere dagli sviluppi negli altri settori

34 Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 34 CONCLUSIONI (2/2) Controllo automatico dei miniUAV Riduzione di pesi e dimensioni dei sensori Negli ultimi anni: Riduzione dei pesi strutturali Forte sviluppo dellelettronica Nuovi materiali e tecnologie Grandi potenzialità per avere Mini e micro UAV piu EFFICACI ed EFFICIENTI


Scaricare ppt "Mini e Micro UAV Lombardi et al. - DIA Pisa 1 ATTIVITA DEL DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA AEROSPAZIALE DI PISA NEL SETTORE DEI miniUAV A. Salvetti, G. Lombardi,"

Presentazioni simili


Annunci Google