Um prototipo de gêmeo digital para simulação e controle de drones

Drone development and their applications has emerged as a promising technology in various domains of human activity. They have been used in different domains such as package deliveries, remote area monitoring, industrial inspections and aerial mapping. Despite all the promising possibilities that dr...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Silva, Felipe Augusto Cortez Muniz da
Outros Autores: Silva, Cláudio Rodrigues Muniz da
Formato: bachelorThesis
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Gêmeo digital
VANT
Veículo Aéreo não tripulado
Drones
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/53845
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spelling ri-123456789-538452023-07-19T22:05:49Z Um prototipo de gêmeo digital para simulação e controle de drones A digital twin prototype for drone simulation and control Silva, Felipe Augusto Cortez Muniz da Silva, Cláudio Rodrigues Muniz da http://lattes.cnpq.br/6968371254983355 Mendonça, Laércio Martins de http://lattes.cnpq.br/1853488415531363 Paiva, Fábio Augusto Procópio de http://lattes.cnpq.br/2855980539505619 Gêmeo digital VANT Veículo Aéreo não tripulado Drones CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES Drone development and their applications has emerged as a promising technology in various domains of human activity. They have been used in different domains such as package deliveries, remote area monitoring, industrial inspections and aerial mapping. Despite all the promising possibilities that drone based approaches enable, the design and implementation of programmable drone control algorithms can be challenging, due to the need to consider several factors, such as flight dynamics, onboard sensors, communication and interaction with the environment. In the context of programmable drones, a digital twin can reproduce the characteristics and behavior of a real drone, allowing experimentation and adjustment of control algorithms without the risk of damaging equipment or endangering lives. A digital twin is a virtual representation of a physical system or process in real time. This work presents a prototype of digital twin based in the behavior of an indoor UAV (Unmanned Aerial Vehicle). The methodology used in this work defines five specific steps towards the specification and implementation of a functional prototype that is further developed in a prototype development process. The results are promising and enabled the satisfactory operation of the digital twin, in substitution of a real drone, in several validation scenarios. O desenvolvimento da tecnologia utilizada nos drones e suas aplicações diversas em diferentes setores da atividade humana emergiram como uma alternativa promissora aos métodos convencionais utilizados até então. Apesar de todas as possibilidades promissoras que abordagens baseadas em drones possibilitam, o projeto e a implementação de algoritmos de controle programáveis para drones tem sido uma tarefa cada vez mais complexa e desafiadora, devido à necessidade de considerar vários fatores, como dinâmica de voo, sensores embarcados, comunicação e interação com o ambiente. No contexto de drones programáveis, um gêmeo digital pode reproduzir as características e o comportamento de um drone real, permitindo a experimentação e o ajuste dos algoritmos de controle sem o risco de danificar equipamentos ou colocar vidas em perigo. Um gêmeo digital é uma representação virtual de um sistema físico ou processo em tempo real. Este trabalho apresenta um protótipo de gêmeo digital baseado no comportamento de um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) indoor. A metodologia utilizada neste trabalho define cinco etapas específicas para a especificação e implementação de um protótipo funcional, que é posteriormente desenvolvido em um processo de desenvolvimento de protótipo. Os resultados são promissores e permitiram a operação satisfatória do gêmeo digital, em substituição a um drone real, em vários cenários de validação. 2023-07-19T20:51:44Z 2023-07-19T20:51:44Z 2023-07-05 bachelorThesis SILVA, Felipe Augusto Cortez Muniz da. Um prototipo de gêmeo digital para simulação e controle de drones. 2023. 44f. Monografia (Graduação). Centro de Tecnologia. Curso de Engenharia de Telecomunicações. Natal:UFRN, 2023. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/53845 pt_BR Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN Engenharia de Telecomunicações Departamento de Comunicações
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description Drone development and their applications has emerged as a promising technology in various domains of human activity. They have been used in different domains such as package deliveries, remote area monitoring, industrial inspections and aerial mapping. Despite all the promising possibilities that drone based approaches enable, the design and implementation of programmable drone control algorithms can be challenging, due to the need to consider several factors, such as flight dynamics, onboard sensors, communication and interaction with the environment. In the context of programmable drones, a digital twin can reproduce the characteristics and behavior of a real drone, allowing experimentation and adjustment of control algorithms without the risk of damaging equipment or endangering lives. A digital twin is a virtual representation of a physical system or process in real time. This work presents a prototype of digital twin based in the behavior of an indoor UAV (Unmanned Aerial Vehicle). The methodology used in this work defines five specific steps towards the specification and implementation of a functional prototype that is further developed in a prototype development process. The results are promising and enabled the satisfactory operation of the digital twin, in substitution of a real drone, in several validation scenarios.
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