Os veículos aéreos não tripulados desempenham diversas funções que vão desde tarefas de monitoramento e inspeção, em aplicações não militares, até tarefas de espionagem e detecção de alvos na área militar. Estes veículos têm como principal componente de controle um piloto automático capaz de manter a aeronave estabilizada e de conduzi-la através de uma rota selecionada. Atualmente, o desenvolvimento de veículos aéreos não tripulados, para aplicações civis, está sendo favorecido e facilitado pelo atual estágio de desenvolvimento tecnológico e, principalmente, pela redução do custo e do tamanho dos componentes eletrônicos. O projeto ARARA (Aeronaves de Reconhecimento Assistidas por Rádio e Autônomas), visa a construção de um veículo aéreo não tripulado para monitoramento. Tem como principal objetivo a substituição de aeronaves convencionais utilizadas na obtenção de imagens aéreas para o monitoramento de plantações e áreas sob controle ecológico. O piloto automático para as aeronaves do projeto ARARA está dividido nos módulos Sistema de Navegação e Sistema de Controle. O módulo Sistema de Navegação mantém a aeronave na rota e corrige os desvios em seu curso. O Sistema de Controle mantém a aeronave estabilizada e executa as manobras solicitadas pelo Sistema de Navegação. O Sistema de Controle é o foco principal deste Trabalho. O Sistema de Controle nas aeronaves do projeto ARARA é o único módulo que atua diretamente nos servomecanismos existentes no avião, sendo dependente de suas características. As simulações foram realizadas no MATLAB Simulink utilizando módulos específicos para a simulação do modelo do avião e para o ajuste dos controladores.

Os veículos aéreos não tripulados desempenham diversas funções que vão desde tarefas de monitoramento e inspeção, em aplicações não militares, até tarefas de espionagem e detecção de alvos na área militar. Estes veículos têm como principal componente de controle um piloto automático capaz de manter a aeronave estabilizada e de conduzi-la através de uma rota selecionada. Atualmente, o desenvolvimento de veículos aéreos não tripulados, para aplicações civis, está sendo favorecido e facilitado pelo atual estágio de desenvolvimento tecnológico e, principalmente, pela redução do custo e do tamanho dos componentes eletrônicos. O projeto ARARA (Aeronaves de Reconhecimento Assistidas por Rádio e Autônomas), visa a construção de um veículo aéreo não tripulado para monitoramento. Tem como principal objetivo a substituição de aeronaves convencionais utilizadas na obtenção de imagens aéreas para o monitoramento de plantações e áreas sob controle ecológico. O piloto automático para as aeronaves do projeto ARARA está dividido nos módulos Sistema de Navegação e Sistema de Controle. O módulo Sistema de Navegação mantém a aeronave na rota e corrige os desvios em seu curso. O Sistema de Controle mantém a aeronave estabilizada e executa as manobras solicitadas pelo Sistema de Navegação. O Sistema de Controle é o foco principal deste Trabalho. O Sistema de Controle nas aeronaves do projeto ARARA é o único módulo que atua diretamente nos servomecanismos existentes no avião, sendo dependente de suas características. As simulações foram realizadas no MATLAB Simulink utilizando módulos específicos para a simulação do modelo do avião e para o ajuste dos controladores.

With the agricultural mechanization in expansion in the country, a lot of farmers, in order to optimize resources in the property, invest in technologies and agriculture techniques of precision for decreasing the cost of production, turning this activity into something feasible to their businesses. The objective of the present study was to run a comparative analysis between two direction systems, one of them without precision orientation, guided by the operator and the other system using resources of an automatic pilot, in order to limit through field tests the overlapping in the application of chemicals generated during the traffic of the group tractor plus sprayer. The spraying tests were run in a rectangular field of 20 hectares, all the circuit of movement of the group tractor plus sprayer followed the operation process back and forth with maneuvers on the heads of the field with previous alignment in each line of application. To be possible to obtain the medium overlapping of the width of the sprayer bar of 18 meters on both systems of direction, about 192 points average were collected throughout each strip, reaching the value of overlapping to the system without precision orientation of 9.48% and 0.44% for the automatic pilot system. From these data, the number of necessary transversal lines was presented for each of the systems of direction to attend to the experimental area, making it possible to estimate the total expenses and the cost reduction per hectare. Saving 17.61 R$ per hectare, it is possible to say that the investment of R$ 64,145.43 (sixty-four thousand, one hundred and forty-five reais and forty-three cents), referring to the acquisition of the system of automatic pilot, it is feasible for the studied property of 1300 hectares, for a period of amortization of 10 years referring to the life span of equipment involved (tractor and sprayer). / Com a mecanização agrícola em expansão no pais, muitos produtores rurais, afim de otimizar recursos na propriedade, investem em tecnologias e técnicas de agricultura de precisão para uma diminuição do custo de produção, tornando esta atividade economicamente viável para os seus negócios. O objetivo do presente trabalho foi realizar uma análise comparativa, entre dois sistemas de direcionamento, um sem orientação de precisão, guiado pelo operador e o outro sistema utilizando recursos de um piloto automático, afim de delimitar por meio de testes de campo a sobreposição na aplicação de agrotóxico gerado durante o trafego do conjunto trator mais pulverizador. Os testes de pulverização foram realizados em um campo retangular de 20ha, todo circuito de deslocamento do conjunto trator mais pulverizador seguiu o processo de operação vai e vem com manobras nas cabeceiras do talhão com alinhamento prévio antes de cada linha de aplicação. Para que fosse possível obter a sobreposição média da largura da barra do pulverizador de 18m de ambos os sistemas de direcionamento, foram coletados em média 192 pontos de medidas ao longo de cada faixa, chegando ao valor de sobreposição para o sistema sem orientação de precisão de 9,48% e de 0,44% para o sistema de piloto automático. A partir destes dados, foi apresentado o número de linhas transversais necessárias para cada um dos sistemas de direcionamento para atender a área experimental, tendo assim como estimar os gastos totais e a redução de custos por hectare. Com a economia de R$/ha 17,61, é possível afirmar que o investimento de R$ 64.145,43 (Sessenta e quatro mil cento e quarenta e cinco reais com quarenta e três centavos), referente a aquisição do sistema de piloto automático, é viável para a propriedade estudada de 1300 hectares, para um período de amortização de 10 anos referente à vida útil dos equipamentos envolvidos (trator e pulverizador).

El Grupo de Investigación de Sistemas Aéreos No Tripulados de la PUCP (GI-SANT) posee un vehículo aéreo no tripulado híbrido. El cual es un UAV de ala fija modificado con cuatro motores adicionados para el despegue y aterrizaje vertical. El problema es la capacidad limitada del UAV híbrido del grupo para monitorear áreas mayores a 150 hectáreas en un único vuelo de altitudes cercanas y que no superan los 4000 m.s.n.m. Se identificaron tres causas que se relacionan a los cuatro motores adicionados: carga adicional generada, consumo de energía eléctrica de módulos electrónicos inactivos y perjuicio de propiedades aerodinámicas de la aeronave. Como solución, se ha diseñado un UAV VTOL de dos rotores y con tail-sitter. El presente documento contiene el proceso que se siguió para obtener la aeronave. Se planteó una serie de pasos por cada objetivo específico tomando en consideración las metodologías de diseño mecatrónico expresadas en las normas VDI 2206 (VDIFachbereich Produktentwicklung und Mechatronik, 2004) y VDI 2221 (VDI-Fachbereich Produktentwicklung und Mechatronik, 1993) con tal de lograr el objetivo final. En el documento se presentan el diseño aerodinámico, electrónico, mecánico y de control; así como la estimación del costo de implementación. Se finaliza con las conclusiones y recomendaciones.

Looking for productivity increase, better utilization of the available agricultural fields and the cost reduction of production, in Brazilian and worldwide agricultural areas are being using in large-scale equipment with advanced technology and precision farming techniques, such as controlled traffic. This work demonstrates the use of the controlled traffic practice for agricultural machinery during planting task in agricultural areas of soybeans and corn within the universe of precision farming. To develop this work and generation of data, was used the Agricultural Management System (AMS) and John Deere equipment. The study area has 294 ha, belonging to a farm in the city of Santa Carmen - MT, where planting accompaniments were conducted for two consecutive years, where the results of this work were obtained. / Na busca por incrementos de produtividade, melhor aproveitamento das áreas disponíveis para agricultura e, redução dos custos de produção nas áreas agrícolas brasileiras e mundiais estão sendo usados em larga escala equipamentos com avançada tecnologia de ponta e técnicas de agricultura de precisão, tal como tráfego controlado. Este trabalho evidencia a utilização da prática de tráfego controlado de máquinas agrícolas para tarefa de semeadura em áreas agrícolas de soja e milho dentro do universo de agricultura de precisão. Para o desenvolvimento deste trabalho e geração dos dados, foi utilizado o sistema de Soluções em Gerenciamento Agrícola (AMS) e equipamentos da John Deere. A área do estudo é de 294 ha, pertencente a uma fazenda localizada no município de Santa Carmen MT, onde foram realizados acompanhamentos da semeadura por dois anos consecutivos, de onde foram obtidos os resultados deste trabalho.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-03-21T18:01:54Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rubens Antônio Alves - 2015.pdf: 7966348 bytes, checksum: 5a95a9ee436c444d586451331b40e5a0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-03-22T12:33:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rubens Antônio Alves - 2015.pdf: 7966348 bytes, checksum: 5a95a9ee436c444d586451331b40e5a0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T12:33:33Z (GMT). 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The controller should receive, in ground, the programmed route; the model should answer to the pilot commands, within a visual range when operating in the aided mode, and should go through the programmed route in the autonomous mode, after confirmation of the pilot. After reaching the end of the programmed route, the model airplane should return to the starting point, keeping the maximum flight level of the route as the reference height. The model airplane will carry in a communication system to allow the monitoring process from a ground station, able to keep updated the airworthy conditions, as well as the level of accuracy between the actual and the planned route. The communication may be carried out directly using a radio link, with the receiver allocated in a mobile ground station, monitored by a pilot, to make higher the security level. However, the model airplane may transfer the data through a GPRS link, connected to the web system, which transfers the data to the ground station. In this case, the ground station must be connected to the web.The route saved in the model control system is built based on online maps directly linked by the software for the mission programming and monitoring, which can carry out the treatment and storage of the model data and parameters. The programming of the stability control and route, with primary data of latitude, longitude and height allows the real time monitoring of the model, related to the planned route and throught images captured by embedded video cameras. All data are storage following a timeline process, such that they can be recovered for futher analysis. / Esta disertação da área de engenharia elétrica consiste na construção de um sistema de controle completo de hardware e software para controle de um aeromodelo de asa fixa e/ou asa móvel, de maneira a implementar um piloto automático compatível com as necessidades de voo autônomo ou assistido, sendo que tal sistema deverá ser compatível com a precisão de voo aplicada a monitoramento de sistemas críticos.O sistema é constituído por uma placa controladora composta por hardware e firmware específicos, capaz de controlar um modelo orientado por coordenadas GPS, para que o mesmo percorra uma rota predeterminada e retorne ao ponto de partida de forma autônoma. A placa recebe, ainda em solo, a programação da rota a ser percorrida; o aeromodelo deve responder normalmente aos comandos do controle remoto do piloto em solo, respeitando o raio de alcance visual do piloto no modo assistido e segue a rota programada no modo autônomo após confirmação de comando do piloto. No final do percurso o aermodelo volta em trajetória reta para o ponto de partida, respeitando a maior altura do trajeto. O aeromodelo deve ser munido de sistema de comunicação para o devido acompanhamento em solo das condições de aeronavegabilidade do aeromodelo em voo, bem como a verificação dos níveis de precisão em relação à rota programada. A comunicação pode ser feita diretamente por sistema de link de rádio, direcionada a um terminal móvel em solo, que é acompanhado pelo piloto, para aumentar o nível de segurança, mas o aeromodelo também pode comunicar por rede de celular GPRS, conectado à internet, que direciona os dados ao terminal em solo. Nesse caso, o terminal, também deverá estar conectado à internet. A rota programada no aeromodelo é construída com base em mapas online conectados diretamente ao software de programação e acompanhamento de missão, que faz o tratamento e armazenamento dos dados e parâmetros do aermodelo. Tanto a programação de controle de estabilidade, quanto de rota, com dados primários relativos a latitude, longitude e altura, permitem o acompanhamento em tempo real do aeromodelo junto à rota programada e também através da imagem da câmera de gravação embarcada no aeromodelo. Todos os dados são gravados com base em processo de linha do tempo, que podem ser recuperados em conjunto para análise posterior.