Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-07-03T12:25:38Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3177649 bytes, checksum: b09cbb264ec1b770f1aa0bb04cc0fb8f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-03T12:25:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3177649 bytes, checksum: b09cbb264ec1b770f1aa0bb04cc0fb8f (MD5) Previous issue date: 2017-04-04 / Systems using Unmanned Aerial Vehicles (UAV) are typical examples of cyber-physical systems. Designing such systems is not a trivial task because it brings the challenge of dealing with the uncertainty that is inherent to this type of system. Therefore, it is important the usage of appropriate tools for design that can ensure implementation of these systems with a certain level of confiability. Thus, the purpose of this work is to integrate two simulators via HLA in order to simulate and evaluate different flights strategies. For this, it is presented a simulation environment that can execute flight plans in order to evaluate different strategies in uncertain scenarios. The simulator was developed in Ptolemy and integrated with SITL/ArduPilot via HLA. The results show that with the use of the approach presented in this paper it is possible to obtain results closer to reality, thus more efficient flight strategies can be developed and evaluate. / Sistemas que utilizam Veículos Aéreos Não-Tripulados (VANT) são exemplos típicos de sistemas ciber-físicos. Projetar tais sistemas não é uma tarefa trivial porque traz consigo o desafio de lidar com a incerteza, que é algo inerente a este tipo de sistema. Por isso, é importante que o projeto seja feito com ferramentas apropriadas que possam viabilizar a execução desses sistemas com um certo nível de confiança para seus usuários. Deste modo, a proposta deste trabalho é unir dois simuladores, através do HLA, com o objetivo de simular e avaliar estratégias de voos mais próximas do ambiente de voo real. Para isso, foi construído um simulador onde é possível realizar diversos planos de voo com a finalidade de analisar diferentes estratégias em um ambiente provido de incertezas. O simulador foi desenvolvido na ferramenta Ptolemy e integrado, através do HLA, com o simulador SITL/ArduPilot. Os resultados mostram que com a utilização da abordagem defendida neste trabalho é possível obter resultados mais próximos da realidade, assim estratégias mais eficientes de voo podem ser desenvolvidas e avaliadas.

Submitted by Fernando Souza (fernandoafsou@gmail.com) on 2017-08-21T13:50:24Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2220137 bytes, checksum: 5d830e5d1ba6396c3e9ff56a19b08deb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-21T13:50:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2220137 bytes, checksum: 5d830e5d1ba6396c3e9ff56a19b08deb (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Multi-Robot System (MRS) consisting of multiple interacting robots, each running a specific control strategy, which is not driven centrally. Technical challenges arise from the need to develop complex, software-intensive products that take the constraints of the physical world into account. Make tools, methodologies and teams from different fields can work together is not an easy task to accomplish. Co-simulation represents on technique of validation in heterogeneous systems. Its fundamental principle is to provide support to execute different simulators in a cooperative way. A known standard is the High Level Architecture (HLA) that is a pattern described in IEEE 1516 series and has been developed to provide a common architecture to distributed model and simulation. Using HLA, several simulators and real applications could be simulated together. That way, this work presents a project for Multi-Robot Systems (SMR) simulation using ROS co-simulation with a network simulator, the OMNeT++, using HLA. The main goal is make the simulations more realistic, where the data exchange will be performed by using a simulated network, as if we had real robots interacting through a conventional network. To this end, an interface was developed between ROS and OMNeT++ using HLA. Experiments demonstrate that the packet losses were correctly simulated, adding realism to simulations. / Sistemas Multi-Robôs (SMR) consistem em múltiplos robôs interagindo, cada um executando uma estratégia de controle específica, que não é conduzida de forma centralizada. Alguns desafios surgiram da necessidade de desenvolver produtos que levem o mundo real em consideração. Fazer com que ferramentas, metodologias e equipes de diferentes áreas possam trabalhar juntas não é uma tarefa simples de ser realizada. Cossimulação representa uma técnica para validação de sistemas heterogêneos. Seu princípio fundamental é prover suporte à execução de diferentes simuladores de forma cooperativa. Um dos padrões para tal é conhecido como High Level Architecture (HLA), que é um padrão descrito no IEEE 1516 e tem sido desenvolvido para dispor uma arquitetura para modelagem e simulação distribuídos. Utilizando HLA, vários simuladores e aplicações reais podem ser simulados juntos. Sendo assim, este trabalho apresenta um projeto para simulação de Sistemas Multi-Robôs (SMR) utilizando ROS cossimulado com um simulador de redes de computadores, o OMNeT++ através do HLA. Seu principal objetivo é tornar as simulações mais próximas da realidade, onde os dados irão ser trocados através de uma rede simulada, como se tivéssemos robôs reais interagindo através de uma rede convencional. Para tal, foi desenvolvida a interface entre o ambiente ROS e o OMNeT++ com o HLA. Experimentos demonstraram que a perda de pacotes foi simulada corretamente, adicionando ao ambiente mais realismo

Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2016-02-16T14:54:49Z No. of bitstreams: 1 arquivovotal.pdf: 4473573 bytes, checksum: 152c2f0d263c50dcbea7d500d5f7f5da (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-16T14:54:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivovotal.pdf: 4473573 bytes, checksum: 152c2f0d263c50dcbea7d500d5f7f5da (MD5) Previous issue date: 2015-08-17 / Este trabalho propõe um ambiente para verificação de sistemas embarcados heterogêneos através da cossimulação distribuída. A verificação ocorre de maneira síncrona entre o software do sistema e o sistema embarcado usando a High Level Architecture (HLA) como middeware. A novidade desta abordagem não é apenas fornecer suporte para simulações, mas também permitir a integração sincronizada com todos os dispositivos de hardware físico. Neste trabalho foi utilizado o Ptolemy como uma plataforma de simulação. A integração do HLA com Ptolemy e os modelos de hardware abre um vasto conjunto de aplicações, como o de teste de vários dispositivos ao mesmo tempo, executando os mesmos, ou diferentes aplicativos ou módulos, a execução de multiplos dispositivos embarcados para a melhoria de performance. Além disso a abordagem de utilização do HLA, permite que sejam interligados ao ambiente, qualquer tipo de robô, assim como qualquer outro simulador diferente do Ptolemy. Estudo de casos são apresentado para provar o conceito, mostrando a integração bem sucedida entre o Ptolemy e o HLA e a verificação de sistemas utilizando Hardware-in-the-loop e Robot-in-the-loop. / This work proposes an environment for verification of heterogeneous embedded systems through distributed co-simulation. The verification occurs in real-time co-simulating the system software and hardware platform using the High Level Architecture (HLA) as a middleware. The novelty of this approach is not only providing support for simulations, but also allowing the synchronous integration with any physical hardware devices. In this work we use the Ptolemy framework as a simulation platform. The integration of HLA with Ptolemy and the hardware models open a vast set of applications, like the test of many devices at the same time, running the same, or different applications or modules, the usage of Ptolemy for real-time control of embedded systems and the distributed execution of different embedded devices for performance improvement. Furthermore the use of HLA approach allows them to be connected to the environment, any type of robot, as well as any other Ptolemy simulations. Case studies are presented to prove the concept, showing the successful integration between Ptolemy and the HLA and verification systems using Hardware-in-the-loop and Robot-in-the-loop.