Simulazioni con hardware in the loop per progettazione e test di sistemi di tracking automatico

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Francesco Mauri
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1 Simulazioni con hardware in the loop per progettazione e test di sistemi di tracking automatico Giovanni Ferrari, Michele Soleri, Davide Corsanini, Bini Riccardo (OTO Melara S.p.A.) Luigi D Amaro (B-K s.r.l)

2 Introduzione - I sistemi d arma di piccolo calibro attualmente in fase di sviluppo presso OTO Melara sono dotati di sistemi di tracking automatico dei bersagli; - Le tecniche di simulazione di scenari sintetici, visualizzazione 3D integrate con l hardware (HIL) possono essere utilizzate in fase di sviluppo, test e collaudo del sistema di tracking; - OBIETTIVO: Diminuire i tempi/costi di sviluppo, test e collaudo;

sintetici, visualizzazione 3D integrate con l hardware (HIL) possono essere utilizzate in fase di

3 Tracking Automatico (1) Il sistema permette l inseguimento automatico del bersaglio, la cui posizione relativa è individuata mediante immagini provenienti da sensori elettro-ottici. - EO: Sensori elettro-ottici (camera diurna o IR); - Tracker Unit: Calcola l errore di puntamento mediante opportuni algoritmi di elaborazione immagini; - Gun Control Unit: Controlla gli asservimenti delle ottiche e del cannone;

- EO: Sensori elettro-ottici (camera diurna o IR); - Tracker Unit: Calcola l errore di puntamento

4 Tracking Automatico (filmato)

5 Tracking Automatico: Sviluppo & Test 1. Sviluppo degli algoritmi di tracking, test effettuati su filmati; 2. Implementazione degli algoritmi sull architettura target; test effettuati su filmati; 3. Dimensionamento degli algoritmi di controllo degli asservimenti; test in poligono (sistema reale); Test con: Ambiente sintetico 3D Viewer Simulazione Asservimenti Test con: Ambiente sintetico 3D Viewer Simulazione Asservimenti Test con: Ambiente sintetico 3D Viewer Sistema d arma 4. Collaudo Test con: Ambiente sintetico 3D Viewer Sistema d arma

Dimensionamento degli algoritmi di controllo degli asservimenti; test in poligono (sistema reale); Test con: Ambiente sintetico 3D

6 Implementazione (HIL, 1) E necessario integrare l ambiente di simulazione con il sistema d arma, in modo da poter effettuare delle simulazioni Hardware In the Loop

7 Implementazione (HIL, 2) 1. Sostituzione del segnale video proveniente dai sensori elettro-ottici con il segnale proveniente dal visualizzatore 3D.

8 Implementazione (HIL, 3) 1. Sostituzione del segnale video proveniente dai sensori elettro-ottici con il segnale proveniente dal visualizzatore 3D; 2. Aggiornamento posizione e stato della telecamera virtuale tramite le informazioni provenienti dal sistema d arma.

elettro-ottici con il segnale proveniente dal visualizzatore 3D;

9 Implementazione (HIL, 4) 1. Sostituzione del segnale video proveniente dai sensori elettro-ottici con il segnale proveniente dal visualizzatore 3D; 2. Aggiornamento posizione e stato della telecamera virtuale tramite le informazioni provenienti dal sistema d arma. 3. Il sistema è operativo!

con il segnale proveniente dal visualizzatore 3D; 2.

10 Implementazione (Gun Simulation) Sostituendo il sistema d arma con una simulazione non è necessario avere l apparato per poter effettuare dei test preliminari sul sistema di tracking

11 Nuove Features Nuove funzionalità del visualizzatore 3D (sviluppato da OTO Melara S.p.A.): -Interfaccia con il sistema d arma. -Calcolo del contrasto tra target e sfondo -Impostazione del contrasto tra target e sfondo Sviluppi futuri: -Simulazione IR -Effetti atmosferici

-Calcolo del contrasto tra target e sfondo -Impostazione del

12 Probelmi implementativi Si introduce del ritardo nell anello di retroazione: si instaurano cicli limite stabili (oscillazioni auto-sostenute). Tale ritardo è particolarmente rilevante nel caso in cui l ingresso video della tracker unit sia S-Video. Occorre sincronizzare la generazione dei frame con l invio sul canale di uscita S-Video Occorre prelevare i dati di posizione utili per il corretto posizionamento della telecamera più vicino possibile alla sorgente (encoder).

Tale ritardo è particolarmente rilevante nel caso in cui l ingresso video della tracker unit sia S-Video.

13 Conclusioni - Sono stati fatti dei test su una versione preliminare del simulatore ed hanno dato buoni risultati; - Si prevede quindi di impiegarlo fin da subito nelle fasi di sviluppo e collaudo; - Si prevedere di estendere le capacità del simulatore in modo da utilizzarlo anche per attività training, eventualmente on board ; - Alcune delle nuove torri saranno già progettate con il sistema di training integrato : saranno dotate di connettori ad-hoc da cui prelevare/iniettare i segnali necessari al sistema di training.

modo da utilizzarlo anche per attività training, eventualmente on board ; - Alcune delle nuove torri saranno già progettate con il

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