3 Identitet og identitetsforvaltning – utfordringer og begreperog begreper
3.2 Internetts arkitektur – identitetsforvaltning i nivåer og faser
3.2.2 Identitetsforvaltning i tjeneste og kommunikasjonslag
O ambiente de harware-in-the-loop corresponde a todo o ambiente com os seus componentes reais, mesmo que o deslocamento do VANT, introdução de objetos e o seu deslocamento possam ser simulados. Este ambiente é representado pela configuração presente na Figura 76.
Figura 76: Diagrama de ligações entre os diversos componentes do sistema de testes com HIL
Utilizando esta configuração foram realizados os testes de integração do software de forma a validar a correta implementação do sistema e cobertura dos requisitos especificados. A informação sobre os testes realizados, os seus resultados e a matriz de rastreabilidade que mapeia cada requisito para os seus testes podem ser vistos no Anexo D – Casos de Teste e Matriz de Rastreabilidade.
Capítulo 6
Conclusão
A chamada Economia do Mar está em crescimento, o qual gera, inevitavelmente, um aumento da circulação das pessoas e bens, com impacto nas atividades relacionadas com a salvaguarda da vida humana no mar. Os VANT deverão ter, cada vez mais, um papel importante nas tarefas levadas a cabo para um adequado conhecimento situacional marítimo, nomeadamente na identificação, deteção e seguimento de alvos.
Enquadrada no projeto SEAGULL, que visa o desenvolvimento de sistemas de bordo inteligentes associados a veículos aéreos não tripulados já existentes, esta dissertação focou- se na criação de vários módulos de apoio à operação de um VANT, nomeadamente:
Garantir a comunicação bidirecional entre o VANT e a terra;
Implementar módulo para garantia de entrega e fragmentação/agregação de mensagens em pacotes;
Implementar módulo de controlo de prioridade sobre os módulos de target tracking e
sense and avoid;
Implementar módulos para receção de dados dos sensores e câmaras;
Implementar estação de terra de payload;
Após a implementação de todas as funcionalidades já referidas os VANT equipados com o sistema detalhado nesta dissertação são capazes de, durante o voo, enviar para terra informação do seu estado atual, imagens de objetos que estejam a ser detetados no seu campo de visão e avisos sobre possíveis erros que possam ocorrer a bordo, tendo a capacidade de aterrar autonomamente em caso de falha grave ou perda de comunicação. Conseguem ainda executar missões cooperativas sem o risco de colisão entre dois VANT devido ao seu módulo de sense and avoid, efetuar o seguimento ativo de um alvo quando requisitado e alterar a sua missão em pleno voo.
Esta dissertação cumpre todos os objetivos aos quais se propôs e contribui para a possibilidade de utilização de VANT no patrulhamento da zona económica exclusiva portuguesa, conferindo assim um aumento no conhecimento situacional marítimo por parte das autoridades competentes e reduzindo os custos operacionais deste tipo de missões.
Trabalho futuro
Como trabalho futuro é importante destacar quatro pontos essenciais, dividos em duas classes:
Melhorias no sistema implementado:
o Maior capacidade de tomada de decisões do sistema de bordo;
Melhorias nos componentes utilizados: o Maior autonomia de voo;
o Aumentar alcance e largura de banda do canal de comunicação; o Câmara hiperespetral;
Aumentado a capacidade de tomada de decisões por parte dos sistemas de bordo resultaria numa menor necessidade de intervenção por parte do(s) operador(es) de terra, permitindo assim uma redução no custo operacional. Um exemplo de melhoria neste campo seria direcionado ao módulo de deteção por forma a permitir que o VANT, dentro dos objetos já detetados no seu campo de visão pudesse, autonomamente, optar por seguir objetos de interesse para a missão em curso.
Uma maior autonomia de voo permitiria missões mais longas e a cobertura de maiores distâncias sem necessidade de regresso à base, permitindo assim, uma utilização de recursos mais eficiente.
O aumento no alcance das comunicações, aliado ao aumento de autonomia de voo já referido permitiria missões mais longas e maior cobertura. Este aumento no alcance pode ser atingido recorrendo a comunicações por satélite bastando para isso a implementação de recetores adequados a bordo do VANT e providenciando o empacotamento e desempacotamento de dados necessário. A utilização de comunicações por satélite também resolveria o problema da largura de banda permitindo assim o envio de imagens com maior resolução e a cores sem o prejuízo para a performance das comunicações. Esta abordagem tem de levar em conta os custos associados a este tipo de comunicações, tal como o peso e consumo associados à instalação deste componente. Em termos de custo de utilização, um meio-termo poderia ser encontrado utilizando este canal de comunicação apenas para o envio de imagens para terra, mantendo-se a transmissão de toda a informação restante por ondas de rádio.
No caso da câmara hiperespetral, embora o seu tamanho compacto seja uma grande evolução, ainda se trata de algo bastante recente pelo que o nível de maturidade do hardware e respetivo software pode ser melhorado. Exemplo disso é o facto de que esta câmara não
permite a leitura direta das imagens, sendo para isso necessário que estas sejam guardadas num cartão de memória e posteriormente analisadas em terra aquando do retorno à base por parte do VANT. Um possível trabalho futuro neste aspeto seria a implementação da capacidade de analisar as imagens hiperespetrais a bordo do VANT durante a execução de missões por parte do mesmo, tal como acontece com todas as outras câmaras e sensores a bordo.
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Anexos
Anexo A - Requisitos
Requisitos do Sistema
Tabela 7: Requisitos do sistema
Componente ID Titulo Descrição
SEC2
REQ-SYS-0010
Comunicar com estação de terra
O SEC2 deverá realizar toda a comunicação de e para o VANT, disponibilizando interfaces para os restantes componentes nele presentes, nomeadamente o SEP. REQ-SYS-0020
Disponibilizar dados de navegação
O SEC2 deverá disponibilizar dados de navegação para os restantes componentes presentes no VANT (nomeadamente ao SEP).
REQ-SYS-0030
Comunicação por RF
O SEC2 deverá conseguir comunicar com a estação de terra através de RF em linha de vista.
REQ-SYS-0040
Sense & Avoid
O SEC2 deverá implementar uma funcionalidade de deteção de possíveis colisões entre o VANT e outros veículos presentes na sua área de operação, fornecendo comandos para uma correção de rota segura.
REQ-SYS-0050
Interface de navegação
O SEC2 deverá disponibilizar um interface para o controlo de navegação por parte de outros componentes presentes no VANT. REQ-SYS-0060
Controlar navegação
O SEC2 deverá ser capaz de assumir o comando da navegação do VANT (i.e., após ordem da ETP para o SEP para seguimento de navio).
SEP
REQ-SYS-1000
Estabelecer ligação com o SEC2
O Sistema Embarcado Payload (SEP) deverá estabelecer comunicação com o Sistema Embarcado Comando e Controlo (SEC2). REQ-SYS-1010 Estabelecer ligação com
ETP
O SEP deverá estabelecer comunicação com a Estação de Terra Payload (ETP).
REQ-SYS-1020
Receber comandos
O SEP deverá suportar um método de entrega de mensagens/eventos de e para a ETP que garanta a entrega (i.e., que receba confirmação da receção dos dados) para todas as comunicações não cíclicas.
Componente ID Titulo Descrição
REQ-SYS-1030
Plano de voo (Início da Missão)
O SEP deverá ser capaz de receber a indicação da missão a realizar por parte da ETP.
REQ-SYS-1040
Leitura de sensores
O SEP deverá realizar a leitura dos dados dos sensores de payload para as suas ações de deteção e seguimento.
REQ-SYS-1050 Transmitir informação dos sensores para a ETP para monitorização e controlo
O SEP deverá disponibilizar informação de telemetria sobre o estado do payload (incluindo sensores) à ETP.
REQ-SYS-1060
Permitir modificações no plano da missão durante o voo
O SEP deverá permitir que missões já em curso sejam alteradas de forma a adotar novos planos de missão no decorrer de missões.
REQ-SYS-1070
Dados de navegação
O SEP deverá adquirir dados de navegação (posição, velocidade, orientação) a partir do SEC2.
REQ-SYS-1080
Selecionar e configurar sensores
O SEP deverá ser capaz de (des)ligar, (re)posicionar, (re)calibrar e selecionar os sensores a utilizar conforme a
missão/situação atual. REQ-SYS-1090
Georreferenciar e guardar todos os dados em bruto para análise futura
O SEP deverá ser capaz de armazenar dados dos sensores e estado geral do payload (georreferenciados) em bruto (dados não necessariamente enviados pelo SEP para a ETP durante a missão) para análise posterior.
REQ-SYS-1100
Detetar objeto de missão - manchas de poluição
O SEP deverá ter a capacidade de deteção de manchas de poluição (hidrocarbonetos) no seguimento da esteira de navios. REQ-SYS-1110
Identificar embarcações
O SEP deverá ser capaz de detetar
embarcações através dos sensores e cruzar a informação recolhida dos vários sensores (nomeadamente do AIS e câmaras). REQ-SYS-1120 Detetar objeto de missão
- embarcações a alta velocidade, comportamento tipicamente associado às embarcações envolvidas no narcotráfico
O SEP deverá ter a capacidade de deteção de embarcações de pequenas dimensões a alta velocidade (e.g. » 30 kts).
REQ-SYS-1130
Detetar objeto de missão – embarcação a baixa velocidade
O SEP deverá ter a capacidade de deteção de embarcações a baixa velocidade (e.g. «2kt). (Esta capacidade está diretamente correlacionada com os REQ-USR-1150 e 1170)
REQ-SYS-1140 Detetar objeto de missão – pares de navios
O SEP deverá ter a capacidade de deteção de pares de navios [i.e. uma pequena
Componente ID Titulo Descrição
embarcação («15mts) junto a um navio de maiores dimensões (»50mts).
REQ-SYS-1150
Detetar objeto de missão - pesca ilegal & navios constantes em listas de navios suspeitos de traficâncias
O SEP deverá ter a capacidade de deteção e identificação de embarcações em provável situação de pesca ilegal e/ou outras embarcações identificadas como suspeitas (localização e tipo), o que só é possível apurar caso seja obtida a identificação de matricula/nome da embarcação,
potencialmente feita pelo operador com base em imagens recolhidas pelo VANT (e.g. só assim é possível apurar se a referida embarcação está autorizada a pescar na zona onde foi identificada ou se consta em alguma listagem de navios suspeitos). REQ-SYS-1160
Detetar jangadas/balsas salva-vidas (balsas)
O SEP deverá ser capaz e detetar uma jangada salva-vidas na água (quer numa situação em que ocorra um
afundamento/naufrágio de uma
embarcação, quer numa situação de "Mass Rescue", dado que a probabilidade de existência de uma ou várias jangadas salva- vidas na água (com sobreviventes no seu interior) é elevada.
REQ-SYS-1170
Recolha de elementos de informação de
embarcações
O SEP deverá conseguir recolher elementos de informação relativos à posição de uma embarcação, nome, nº IMO, ou matrícula, ou outros ID sightings (para permitir cruzamento com outras BDs).
Sempre que for identificado um potencial alvo, deverá ser possível ao operador de terra requisitar a recolha de snapshots, que eventualmente permitam, posteriormente, cruzar informação.
REQ-SYS-1180
Enviar eventos O SEP deverá ter a capacidade de enviar eventos à ETP.
REQ-SYS-1190
Notificar identificações de alvos
O SEP deverá disponibilizar a informação das embarcações (e de outros objetos),
podendo conter snapshots, detetadas à ETP sob a forma de eventos.
REQ-SYS-1200
Comandos de (des)ativação
O SEP deverá ser capaz de receber comandos da ETP para ligar / desligar cada sensor e as capacidades a eles ligados. REQ-SYS-1210
Comandos de seguimento de alvo
O SEP deverá ser capaz de receber
comandos da ETP para seguir/sobrevoar (ou deixar de seguir) qualquer alvo detetado.
Requisitos de Hardware
Tabela 8: Requisitos de hardware
Componente ID Titulo Descrição
SEC2
REQ-HW-0010
Plataforma computacional SEC2
A plataforma computacional do SEC2 é um PC-104 com características iguais ou superiores a um Atom CPU, 1GB RAM, 16GB Flash, RS-232 e Ethernet. Inclui Auto Pilot. REQ-HW-0020
Sensores Sense&Avoid
O SEC2 deverá estar ligado a um recetor ADS-B. Este recetor será o GNS 5890 ABS-b Receiver.
SEP
REQ-HW-1000
Plataforma computacional SEP
A plataforma computacional do SEP, deverá ser o modelo Leopard (VL-EPM-35), com as seguintes características:
- Intel Core 2 Duo SP9300 (2,26GHz); - 6 MB L2 cache;
- 4GB RAM;
- Intel GMA 4500 MHD graphics core; REQ-HW-1010
Fonte de energia SEP A fonte de energia do SEP, deverá ser: - VL-EPM-PS1 (50W)
REQ-HW-1020
Sensores específicos de Payload
O SEP deverá ter os seguintes sensores de payload integrados:
Sensores camara visível e IR propostos: - TASE 150 Sensor Sony fcb - ex 1000; Zoom 36x; FOV 55.7º - 1.9º; orientação pan contínuo, tilt +23º / -203º; interface Analógico;
- GOBI - 384; Resolução 384 x 288; frame rate 50 Hz ou 9 Hz; 8 a 14 micrómetro;