L utilizzo dei Velivoli senza Pilota nell ambito dell Osservazione Terrestre

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1 L utilizzo dei Velivoli senza Pilota nell ambito dell Osservazione Terrestre Simone DURANTI, Cristiano MONTRUCCHIO, Francesco BERNARDI Alenia Aeronautica 4 Maggio 2011 Il materiale contenuto in questa presentazione (Materiale) è di proprietà di Alenia Aeronautica S.p.A. (Alenia). È vietato qualsiasi utilizzo del Materiale se non preventivamente autorizzato da Alenia per iscritto. Le informazioni riportate nel Materiale hanno solo un fine illustrativo. Alenia non dà garanzia di validità dei contenuti e non sarà responsabile di utilizzi abusivi del Materiale. Alenia Aeronautica Tutti i diritti riservati

2 Sommario Introduzione generale Definizioni Classificazione Applicazioni Evoluzione Due esempi a campione, nell ambito dell Oss. Terrestre 1. Rilievo del Territorio mini UAS 2. Sorvelianza Marittima MALE UAS Ruolo della simulazione e utilizzo dei GIS Breve filmato

3 Velivoli senza Pilota Definizioni - Comunemente droni o Velivoli senza Pilota - In Italia: APR, Aeromobili a Pilotaggio Remoto (Lg 178/2004) - Universalmente noti come - UAV Unmanned Aerial Vehicles - UAS Unmanned Aircraft Systems Piattaforma volante Stazione di Controllo Network / Comunicazioni Payload Supporto Logistico + UOMO Elemento umano elemento centrale, nel gestire un sistema complesso, a prescindere dal livello di automazione del sistema Non vi è velivolo più pilotato di un sistema senza pilota

4 Classificazione MALE : Medium Altitude Long Endurance HALE : High Altitude Long Endurance Quota Operativa [m] Mini UAS 100 MALE l UAS a c i t c a T UAS HALE , Massa al Decollo [kg]

5 Applicazioni Civili/Commerciali e Homeland Security OSSERVAZIONE TERRESTRE Fotogrammetria (es: Agricoltura di Precisione) Rilievo Topografico, generazione DTM Sorveglianza e monitoraggio Pipelines Sorveglianza Marittima e Costiera Monitoraggio Ambientale

6 Evoluzione - Prime soluzioni durante WWII (o forse prima), ambito militare - 11/9/2001 War On Terror Campagne in Afghanistan e Iraq: gli UAS si affermano e divengono insostituibili negli scenari operativi militari. Nuovo ruolo di sorveglianza persistente e ricognizione - Mercato Militare consolidato - Mercato Civile/Commerciale in espansione, anche in nicchie cost-driven - Spin-Off di tecnologie e sistemi militari, sicure ed elevate potenzialità DUALI - Emerge la classe dei MiniUAS, che giova dell abbattimento dei costi dell elettronica di consumo (schede di controllo, microprocessori, servomeccanismi, ricevitori GPS, etc) - Problematica dell inserimento degli UAS negli spazi aerei non segregati: I mercati civili / commerciali che si apriranno per primi sono quelli dei MiniUAS (worldwide) e dei velivoli pesanti nei paesi con restrizioni normative meno stringenti (p.es. con vaste aree non popolate)

7 Esempio # Applicazione: Rilievo del Territorio Quota Operativa [m] Mini UAS Tactical UAS MALE UAS HALE , Massa al Decollo [kg]

8 Mini UAS La classe dei Mini UAS sta affacciandosi per prima al mercato commerciale EASA (Agenzia Europea Sicurezza Aerea): Normative nazionali per sistemi < 150 kg; in elaborazione circolare ENAC, comprensiva di norme per il lavoro aereo Semplicità operative e ridotti costo di acquisizione e operativi Costo-efficacia rispetto a metodologie consolidate Generalmente vincolati ad operazioni in linea di vista ottica dall operatore Nicchia di applicazioni accumunate da carattere di località (raggio di ~1 km, superfici 3 km2 (300 ettari) Ruolo primario delle Piccole/Medie imprese Applicazioni (fra le altre): Fotogrammetria / Fotografia aerea Rilievi Topografici

9 Applicazioni: Fotogrammetria (Es. per Agricultura) Payload: Pentax Optio A40 12 Mpixel, 150 gr Risoluzione spaziale: m m Danneggiamento coltura legumi da passaggio alci Sistema CropCAM (informazioni da Dimensioni: Quota: Controllo: Autonomia: Costo: Commercializzazione: 2.4 m - 3 kg m Automatico GPS Manuale Backup 1h ~ 10 k$ 2005 Sistema di prima generazione Basso costo, valido per analisi qualitativa di immagini aeree

10 Applicazioni: Mapping (Es. 3D Digital Terrain Models) Payload: Ricoh GR Digital III 10 Mpixel, 218 gr Lenti Calibrate Risoluzione spaziale: m Sistema GateWing X100 (informazioni da Dimensioni: 1.0 m 1.9 kg Quota: m Controllo: Automatico GPS Pianificazione Automatizzata Autonomia: 30 min, 2 km2, 400 immagini Commercializzazione: Fine 2010 Costo: ~ 50 k$ Training: 2 gg Precursore classe velivoli Bird-size, intrinsecamente sicuri Costo confrontabile ad apparecchiature topografiche professionali Commercializzato come alternativa a Laser Scanner

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12 Esempio # Applicazione: Sorveglianza Marittima Quota Operativa [m] Mini UAS Tactical UAS MALE UAS HALE , Massa al Decollo [kg]

13 Esempio Dimostratore MALE: Sky-Y di Alenia Aeronautica 1 volo: 20 June 2007 Record Europeo : 8+ ore di autonomia di volo Selex Galileo EOST 45 Selex Galileo EOST 45 EO/IR Stabilized Turret EO/IR Stabilized Turret Stabilisation (4 axis) µrad Stabilisation (4 axis) µrad Sensors: Sensors: IR Camera (2 FOV) 3 5 µm IR Camera (2 FOV) 3 5 µm Color TV Camera Visible Color TV Camera Visible Spotter Visible Spotter Visible Laser Designator (option) Laser Designator (option) Weight. 35 Kg Weight. 35 Kg

14 Dimostratori Tecnologici I dimostratori tecnologici di Alenia Aeronautica sono strumenti per agevolare la maturazione delle tecnologie abilitanti lo sviluppo di prodotti Sky-X, UAV technologies demonstrator Tactical Control Station Sky-Y, MALE & Surveillance technologies demonstrator neuron, UCAV technologies demonstrator

15 Sky-Y in Italia

16 Sorveglianza Marittima La sorveglianza sul mare è una delle attuali necessità più rilevanti e complessa, dettata sia dalla situazione geopolitica generale che dal ruolo dell Italia nel Mediterraneo (protezione dei confini e dei flussi) La necessità di ottenere una situation awareness generale su terra e mare riguarda tutti gli stakeholder nazionali La soluzione può essere una rete di Comando e Controllo che integri sistemi di superficie e volanti, tra cui gli UAS, impiegati in maniera intensiva e persistente Nell autunno 2010 Alenia Aeronautica ha condotto con Sky-Y una dimostrazione iniziale delle capacità degli UAS nell ambito della SM per il Joint Research Center della Comunità Europea, Instituto per la Protezione e Sicurezza del Cittadino, Maritime Affairs (MARE)

17 Dimostrazione Sorveglianza Marittima Dimostrazione Esercizio di scoperta, inseguimento e classificazione di piccole imbarcazioni, congiuntamente all acquisizione di immagini satellitari SAR dello stesso scenario 29 Ottobre 2010 Porto Corallo, Sardegna Sud-Orientale Due imbarcazioni (gommone 8m e peschereccio 16 m) Passaggio satellite TerraSAT 05:28UTC UAS: Sky-Y, con payload EO/IR d Selex Galileo, deployment da Decimomannu Sperimentati diversi Concept of Use (CONUSE) relativi alla Sorveglianza Marittima e Costiera

18 Dimostrazione Monitoraggio Ambientale per ProCIV Satellite Centro Operativo SSC GCS GCS Falco GCS D - Fly GCS GCS SMAT Sistema Monitoraggio Avanzato Territorio Piemonte, Autunno UAS in volo Disseminazione Informazione

19 UAS e simulatori di volo FASE DI SVILUPPO I simulatori consentono di verificare e ottimizzare la configurazione in ambiente altamente integrato e rappresentativo : simulazione accurata del velivolo e dell ambiente operativo, per la valutazione degli aspetti sia funzionali che prestazionali flessibilità di configurazione per consentire la sperimentazione di diverse soluzioni in corso di sviluppo FASE OPERATIVA In fase operativa, la simulazione supporta il training degli operatori: Simulatore di Volo per il Remote Operator Simulatore di Missione (crew coordination) Embedded training in GCS PECULIARITA per gli UAS simulazione e verifica delle latenze nella catena di comando e controllo del velivolo sviluppo di simbologia peculiare (es. simboli predittivi) sviluppo di funzionalità di gestione di capacità autonome messa a punto di procedure peculiari (es. lost link)

20 UAS ed utilizzo GIS Tecnologie GIS fondamentali in ambito UAS: Mission Planning e Replanning in fase di pianificazione della missione e durante il volo Sensors Management da parte del Sensors Operator Situational Awareness Mappe 2D raster e vettoriali Synthetic Vision 3D Augmented Reality

21 Conclusioni Gli UAS sono e saranno sempre più assets importanti nell ambito dell Osservazione Terrestre Applicazioni Civili/Commerciali e di Homeland Security stanno emergendo, affiancandosi al già consolidato mercato militare Tra queste si distingue la Sorveglianza Marittima e del Territorio per attualità e compatibilità con le peculiarità degli UAS MALE Alenia Aeronautica ha maturato le capacità per sviluppare prodotti UAS, ed opera Dimostratori Tecnologici, a disposizione per dimostrazioni di applicazioni innovative La simulazione e i GIS sono tecnologie fondamentali nell ambito dei sistemi roboyici, e dei velivoli unmanned in particolare GRAZIE!