Development of an aerial robot for inspection and surveillance

Abstract

Os veículos aéreos não tripulados são cada vez mais procurados para desempenhar diversas tarefas do quotidiano. Estes sistemas são, no entanto, caros e necessitam de equipas grandes para serem operados. O controlo de veículos aéreos autónomos num ambiente parcialmente conhecido é uma tarefa complexa. Os sistemas actuais são baseados em sensores e sistemas de controlo relativamente dispendiosos, e são frequentemente pesados, necessitando de uma grande quantidade de energia. O principal objectivo deste projecto é desenvolver um sistema aéreo não tripulado, fácil de operar, para inspecção e monitorização. Integrados neste sistema encontram-se a plataforma do robô aéreo, o sistema de controlo e a estação de controlo remoto. A plataforma desenvolvida é baseada em veículos mais leves que o ar. Pretende-se que esta plataforma seja capaz de navegar por espaços confinados e também em ambientes fechados. A esta plataforma foram incorporados sensores e sistemas de controlo leves e de baixo consumo de energia. Para a estação de supervisão foi desenvolvido um programa que permite o controlo do robô e supervisão dos objectivos da missão. A interface gráfica permite de uma forma intuitiva efectuar o controlo do robô. Os testes iniciais permitiram demonstrar as capacidades dos sistemas desenvolvidos para atingir os objectivos propostos.

ABSTRACT: Unmanned aerial vehicles are being increasingly sought to perform every days tasks. But these systems are still costly and require a large crew of mission controllers and pilots to adequately manoeuvre the UAV. Managing and control an autonomous air vehicle in a partially known and uncontrolled environment is a complex problem. Current UAVs are based on costly sensors and control systems. These control systems are also usually heavy and demand large amounts of power. This thesis aims to develop an easy to operate unmanned aerial system for surveillance and monitoring missions. As part of this system will be developed an aerial platform, the embedded control system, the ground station with a graphical interface. The platform designed is based on a small lighter-than-air vehicle. To successfully complete the mission objectives the UAV must be capable of navigate through constrained areas and endow indoor flights. The UAV is equipped with low power consumption sensors and processors. For the ground station will be developed an application to control and monitor the UAV status. The graphical user interface application provide an easy to use interface to control and monitor the mission objectives. The initial tests allowed to validate the feasibility of the systems developed to achieve the proposed goals.