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Progettazione e sviluppo di un'architettura di simulazione per la geo-localizzazione di target terrestri da UAV mediante l'implementazione di un filtro di Kalman esteso

Informazioni tesi

  Autore: Gianpaolo Gulletta
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi di Catania
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria dell'automazione
  Relatore: Giovanni Muscato
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 145

La mia tesi si svolge portando avanti il lavoro iniziato dal collega Giuseppe Inzerilli. L’obiettivo è stato quello di sfruttare l’interfaccia di simulazione, scritta in linguaggio Delphi, per implementare un filtro di Kalman esteso che renda più realistica e fattibile la stima della posizione del target a terra rispetto alla tesi precedente. Prima si ipotizzava di avere misure di GPS e AHRS ideali e una conoscenza perfetta dell’orografia del terreno. Nel mio lavoro di tesi si introducono le incertezze sull’orografia e i rumori sulle misure dei sensori a bordo del velivolo. Il lavoro è stato svolto in questo modo:
- Stato dell’arte: all’inizio è stato necessario fare una ricerca per analizzare tutti i lavori fino a questo momento svolti dalla ricerca per quanto riguarda la cooperazione tra UGV e UAV, la SLAM, l’utilizzo di simulatori di volo, la geo-localizzazione di target terrestri,ecc.
- Progetto del nuovo filtro di Kalman
- Implementazione del filtro di Kalman esteso che ha portato alla modifica parziale del codice scritto per il simulatore di volo.
- Svolgimento di simulazioni significative in differenti casi per la validazione del nuovo filtro.
- Stesura di un piccolo manuale per spiegare il nuovo codice Delphi introdotto nel vecchio simulatore.

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Introduzione 4 INTRODUZIONE Il presente lavoro di tesi si colloca nell’ambito di un progetto, svolto dal Dipartimento di Ingegneria Elettrica Elettronica e Informatica (DIEEI) dell’Università degli studi di Catania, sulla cooperazione tra un “UGV” (Unmanned Ground Vehicle) e un “UAV” (Unmanned Aerial Vehicle) al fine di localizzare un target in un ambiente non strutturato. Con l’acronimo UAV si individuano tutti quegli aerei la cui peculiarità è quella di eseguire una rotta senza l’ausilio di un pilota a bordo, avvalendosi di un’elettronica di controllo che può renderli in tutto o parzialmente autonomi. Ciò permette l’utilizzo di UAV delle dimensioni di un aeromodello, cioè da alcune decine di centimetri a svariati metri, comportando un rilevante risparmio in termini economici, e la possibilità di utilizzare il velivolo in tutte quelle missioni che metterebbero a repentaglio la vita del pilota. Se questa peculiarità rendeva qualche decennio fa gli UAV tipicamente adatti a missioni di carattere militare, oggigiorno la tecnologia inerente questo settore sta subendo un processo di “smilitarizzazione”. Grazie alla disponibilità di sensori ed elettronica di controllo sempre più miniaturizzata e a basso costo, gli UAV si rivelano uno strumento importante per l’esecuzione di missioni di carattere civile o scientifico e ovunque si voglia salvaguardare le risorse umane. Esempi tipici di tali missioni sono il pattugliamento del territorio e delle coste a scopo di monitoraggio o rilievi fotografici, missioni di individuazione delle coordinate di un oggetto a terra, analisi dell’atmosfera e dei composti chimici in essa presenti, sorvolo aereo di monumenti o di manifestazioni particolarmente a rischio. La realizzazione da parte del DIEEI di un prototipo di velivolo completamente autonomo [1] in grado di eseguire campionamenti dei gas dei fumi vulcanici, ha suggerito l’idea di sviluppare un sistema basato su UAV e UGV. L’utilizzo di veicoli terrestri mobili e piattaforme volanti costituisce un sistema di monitoraggio dei vulcani estremamente avanzato. Gli UAV consentono non solo di sorvegliare l’area sotto osservazione, comunicando il sopraggiungere o

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Parole chiave

computer vision
filtro di kalman
geo localizzazione
slam
uav

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