Cooperazione tra Robot Mobili Aerei e Terrestri per Applicazioni di Sicurezza in Ambienti Indoor

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1 TecFOr 2010, Seminario Sicurezza Cooperazione tra Robot Mobili Aerei e Terrestri per Applicazioni di Sicurezza in Ambienti Indoor Prof. Ing. Massimiliano Mattei Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale e Meccanica Seconda Università di Napoli massimiliano.mattei@unina2.it con il contributo degli Ingg. A. Buonanno, M. D Urso, F. Meliadò, V. Scordamaglia TechFOr 2010, 18 Maggio, Fiera di Roma Conferenza SELEX Sistemi Integrati & AFCEA Capitolo di Roma "Tecnologie Abilitanti e Sistemi per la Sicurezza: il contributo delle Università e dei Centri di Ricerca"

2 Il Mercato dei Robot per la Sicurezza Le tecnologie t e metodologie della moderna robotica sono ormai mature per diverse applicazioni legate alla sicurezza nella doppia accezione di safety e security L International Federation of Robotics ha censito service robots alla fine del 2008 dei quali il 30% sono per la difesa e sicurezza Per il è stato previsto un incremento di unità per un valore di circa 10 M$

3 Mobilità dei Robot L apparato di locomozione di un robot è scelto in base alla missione da compiere e all ambiente in cui deve operare Le capacità di operazione possono essere aumentate dalla presenza di bracci robotici o di altre tipologie di attuatori

4 Sistemi Robotici Cooperanti per Utilizzo Indoor o Urbano Presenza di persone o mezzi Alluvioni Operazioni di polizia Situazioni in cui la presenza di ostacoli non convenzionali richiede una mobilità più flessibile di quella offerta da ruote o cingoli. Ipotesi di Robot Terrestre+Aereo Crolli

5 Sistemi Robotici Cooperanti per Utilizzo Indoor o Urbano L utilizzo di un sistema robotico misto Terrestre+Aereo Aumenta la mobilità e offre la possibilità di sfruttare varchi non accessibili da terra Scenario di operazione indoor

6 Sistemi Robotici Cooperanti per Utilizzo Indoor o Urbano La presenza dell unità aerea aumenta il raggio di visibilità; Rende più efficienti le funzioni di localizzazione e mappatura; Facilita l identificazione di eventuali target Garantisce un miglior collegamento con i sistemi di comunicazione

7 La collaborazione SELEX-SI / DIAM-SUN La collaborazione tra SELEX-SI e il Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale della Seconda Università di Napoli mira alla creazione di un modulo robotico terrestre+aereo da integrare nei sistemi di homeland protection, nei sistemi di gestione e controllo delle situazioni critiche in ambiente urbano e indoor Alcuni prodotti commerciali per la componente aerea Payload g Telecamera a bordo Connessione wireless Velocità max km/h Velocità di Rotazione /s Velocità verticale 3-10 m/s Autonomia min Controllo remoto e modulo di controllo di volo Fault tolerance

8 Il Sistema Integrato Rilevatori specifici (CRBNE, fumo, ) Infrared GPS GPS Visione Robot Terrestre Visione Robot Aereo Sonar Sonar Odometria Laser scanner Laser scanner Visione Operatori Stazione mobile Radar Sensori inerziali

9 Il Sistema Integrato Scenario Operativo Satelliti UAV Rete di sensori distribuiti Elicotteri Sistema robotico Radar e altro Centrale di Comando e Controllo

10 Il Contributo del DIAM Fusione Sensoriale per la Localizzazione Problemi di Mappatura e Localizzazione Simultanea (SLAM) Utilizzo di Tecnologie Ridondanti per la Localizzazione Rilevazione e Isolamento dei Guasti di Sensore

11 Il Contributo del DIAM - Autonomia Autonomia Algoritmi di Guida, Navigazione, e Controllo in ambienti complessi Capacità di prendere decisioni in tempo reale Obstacle Avoidance Tecnica basata su Grafi e Curve Polinomiali (2009) Applicazione UAV in area urbana

12 Generazione Traiettorie Autonomia Algoritmi di Guida, Navigazione, e Controllo in ambienti complessi Capacità di prendere decisioni in tempo reale Obstacle Avoidance Tecnica di tipo potenziale (Analogia Idrodinamica ) Applicazione Robot per la Logistica

13 Il Contributo del DIAM - Cooperazione Cooperazione e Interoperabilità Interazione Robot Aereo Robot Terrestre Architetture Distribuite Interazione uomo macchina Controllo di squadre di robot Controllo di velivoli in formazione in ambiente con ostacoli. Approccio cooperativo (2009) Applicazione a squadre di elicotteri

14 Controllo di squadre di robot Controllo di velivoli in formazione in ambiente con ostacoli. Approccio cooperativo (2009) Applicazione a squadre di elicotteri 2D

15 Controllo di squadre di robot Controllo di velivoli in formazione in ambiente con ostacoli. Approccio cooperativo (2009) Applicazione a squadre di elicotteri 3D

16 Conclusioni Le applicazioni della robotica mobile alla sicurezza sono di crescente interesse Le tecnologie e metodologie sono mature per applicazioni in scenari operativi complessi Un elemento chiave è l integrazione del modulo robotico nei sistemi di gestione e controllo La collaborazione SELEX-SI / DIAM mira a costruire un prototipo di robot misto terrestre+aereo Il contributo del DIAM è legato a problemi di - generazione di traiettorie in ambienti con ostacoli - cooperazione tra robot aereo e terrestre - localizzazione in ambiente urbano e indoor

17 TecFOr 2010, Seminario Sicurezza Cooperazione tra Robot Mobili Aerei e Terrestri per Applicazioni di Sicurezza in Ambienti Indoor Prof. Ing. Massimiliano Mattei Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale e Meccanica Seconda Università di Napoli massimiliano.mattei@unina2.it con il contributo degli Ingg. A. Buonanno, M. D Urso, F. Meliadò, V. Scordamaglia TechFOr 2010, 18 Maggio, Fiera di Roma Conferenza SELEX Sistemi Integrati & AFCEA Capitolo di Roma "Tecnologie Abilitanti e Sistemi per la Sicurezza: il contributo delle Università e dei Centri di Ricerca"