O que é VANT e quais são suas características?

A utilização de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) tem atraído público e mercado diversificados. O baixo custo e a viabilidade dos VANTs fazem com que diferentes áreas desenvolvam aplicações mais potentes e diminuam a eletrônica para embarcar nestes robôs aéreos.

Suas vantagens não estão apenas no baixo custo de produção; além de ser um produto compacto que pode realizar missões de reconhecimento com coleta de dados em tempo real, os VANTs possuem baixa emissão de ruído e dificilmente sinais de radar serão refletidos neles. Com essas características, eles são capazes de realizar diferentes missões civis e militares. O sucesso das missões depende, no entanto, da qualidade da localização e da navegação.

Os sistemas que utilizam sensores são aplicados em diversos meios, como agricultura, estacionamento, montadoras, pesquisas espaciais, dentre outros, na maioria das vezes em ambientes não estruturados com a finalidade de medir sinais nestes locais. Veículos aéreos não tripulados podem atuar em ambientes externos ou internos e dependendo das características do ambiente tornam-se vulneráveis à falha. No caso de um ambiente externo, por exemplo, atrasos de propagação de sinal de GPS causados pela ionosfera e/ou pela troposfera levam à vulnerabilidade, pois afetam diretamente as medições para aquele instante de tempo. Já em ambiente interno, o acúmulo do erro no sistema de navegação inercial contribui para a vulnerabilidade. Ainda, em ambos os casos, a falta de conhecimento prévio do ambiente contribui para o aumento das incertezas associadas as estimativas.

Uma das características desses veículos que realizam voo autônomo é a adoção de hardware que possui diversos sensores capazes de fornecer, dentre outros, sua posição, velocidade e referência de tempo para realizar a missão sem a interferência humana. O que se busca são dados físicos e atmosféricos que possam contribuir com o cálculo da pose da aeronave. No entanto, a utilização desses sensores é muitas vezes prejudicada pelas próprias condições físicas do ambiente e por fenômenos naturais. Tais fatores inviabilizam a disponibilidade de sinais eletromagnéticos, por exemplo.

Devido às particularidades de cada sensor que, variam desde o nível de ruído até a velocidade de operação, alguns podem apresentar baixa taxa de atualização em relação à dinâmica de navegação. Quando isso ocorre, o parâmetro medido pelo sensor pode não estar disponível em todos os instantes, comprometendo a navegação. Um possível caminho para contornar este problema, está na fusão de sensores. Trata-se da união das características obtidas por cada sensor para melhorar a precisão. Ainda assim, quando se unem as características e cria-se um sistema integrado de sensores, o mesmo torna-se altamente dependente dos sinais desses sensores e quando um deles sofre depreciação, a missão fica comprometida. A substituição da medição do sensor depreciado pela combinação da medição dos outros sensores pertencentes ao sistema de fusão de sensores pode ser chamada de mecanismo tolerante à falha, por investigar a relação entre as medições testando os sensores do sistema.

Autor: Elias Gonçalves

REFERÊNCIA

GONCALVES, Elias de Souza. Fusão de sensores para localização de um VANT de asa fixa em ambiente com restrições do GPS usando cointegração. 2017. 122 f. Dissertação (Mestrado em Sistemas e Computação) – Instituto Militar de Engenharia, Rio de Janeiro, 2017. Disponível em: <http://www.comp.ime.eb.br/pos/?pc=p_detd&num=713>. Acesso em: 20 jul. de 2020.