APRESENTAÇÃO

O LRA tem foco em pesquisa e desenvolvimento voltados a veículos aéreos não tripulados da classe micro (em inglês, Micro Aerial Vehicles - MAV), incluindo multicópteros, balões dirigíveis, aeroplanos e veículos aéreos ancorados por cabo. Em particular, o grupo busca contribuir cientificamente e apoiar desenvolvimento de tecnologias nos tópicos: modelagem e identificação dinâmica, controle de atitude, determinação de atitude, guiamento, navegação, mapeamento e planejamento de caminho e trajetória. Com o intuito de estender o conhecimento e tecnologias geradas no laboratório à indústria e a grupos de pesquisa de outras áreas, o LRA tem ainda uma atuação em aplicações de MAVs. Dentre as áreas em que se encontram aplicações para os robôs aéreos, pode-se citar: energia, defesa e segurança, agronegócio, inspeção de estruturas, logística e fotografia e filmagem.

Energia

Inspeção de linhas de transmissão de energia

Defesa e segurança

Vigilância, segurança pública, defesa civil

Agronegócio

Agricultura de precisão

Inspeção de estruturas

Monitoramento prédios, pontes, monumentos

Logística

Controle de estoque, entrega de pacotes

Foto e filmagem

Imagens aéreas em geral

ÁREAS DE PESQUISA

Modelagem, Identificação e Simulação

Modelagem e identificação da dinâmica de micro aerial vehicles (MAV) de configurações diversas, incluindo multicópteros, aeroplanos e dirigíveis.

Navegação, Mapeamento e Rastreio

Fusão sensorial para determinação de atitude, navegação, mapeamento e rastreio usando sensores inerciais, magnetômetros, câmeras, altímetros, entre outros sensores.

Controle de voo

Projeto de leis de controle de atitude e posição para MAVs de diversas configurações para cenários de múltiplos veículos e ambientes com obstáculos.

PROJETOS

Controle de Formação

Este projeto lida com o controle de formação em posição de um grupo de N veículos aéreos não tripulados de múltiplos rotores. Uma vez que cada veículo seja provido de um sistema de controle de posição local, o controle de formação é atingido mediante a adequada especificação de comandos de posição para cada veículo do grupo. Com base nessa ideia, são investigadas duas estratégias de formação, respectivamente, baseadas nas abordagens líder-seguidor e estrutura virtual. Em ambas as estratégias, o método de controle de posição local é uma lei de controle PD saturada de forma que o vetor empuxo se restrinja a um cone com tampa esférica centrado no centro de massa do veículo e alinhado com a vertical local. Os métodos são avaliados por simulações "Software-in-the-Loop" (SIL) usando o MATALAB e o X-Plane e por testes em voo num ambiente interior. Financiador: CNPq (2013-2016).

Determinação de Atitude

Este projeto lida com a determinação de atitude (DA) de veículos aéreos não tripulados do tipo multicóptero usando medidas vetoriais tomadas de uma câmera fixa ao veículo e apontada verticalmente para baixo. Os métodos de DA atualmente aplicados a multicópteros são em geral baseados em, no máximo, duas medidas vetoriais: a direção de nadir (usando acelerômetros) e a direção do campo geomagnético (usando magnetômetros). Ambas as medidas apresentam deficiências que limitam a melhoria de desempenho e confiabilidade de sistemas de DA embarcados. Este projeto propõe alternativamente um framework para determinação de atitude de multicópteros a partir de medidas vetoriais obtidas de uma câmera embarcada, apontada verticalmente para baixo. Tais medidas vetorias correspondem às direções entre o centro de massa (CM) do veículo e os centros de landmarks com posições, formas e/ou cores conhecidas. Financiador: FAPESP (2015-2017).

ITACopter

Trata-se do projeto de desenvolvimento de um hexacóptero de pequeno porte e baixo custo por alunos de graduação do ITA, em trabalhos de conclusão de curso e de iniciação científica. Além das funcionalidades usuais (encontradas, por exemplo, no autopilo Ardupilot) o ITACopter será capaz de realizar pouso automático por sistema de visão computacional. Financiador: ITAEx (2015-2017).