Progettazione e sviluppo di un'architettura di simulazione per la geo-localizzazione di target terrestri da UAV mediante l'implementazione di un filtro di Kalman esteso

Introduzione 4 INTRODUZIONE Il presente lavoro di tesi si colloca nell’ambito di un progetto, svolto dal Dipartimento di Ingegneria Elettrica Elettronica e Informatica (DIEEI) dell’Università degli studi di Catania, sulla cooperazione tra un “UGV” (Unmanned Ground Vehicle) e un “UAV” (Unmanned Aerial Vehicle) al fine di localizzare un target in un ambiente non strutturato. Con l’acronimo UAV si individuano tutti quegli aerei la cui peculiarità è quella di eseguire una rotta senza l’ausilio di un pilota a bordo, avvalendosi di un’elettronica di controllo che può renderli in tutto o parzialmente autonomi. Ciò permette l’utilizzo di UAV delle dimensioni di un aeromodello, cioè da alcune decine di centimetri a svariati metri, comportando un rilevante risparmio in termini economici, e la possibilità di utilizzare il velivolo in tutte quelle missioni che metterebbero a repentaglio la vita del pilota. Se questa peculiarità rendeva qualche decennio fa gli UAV tipicamente adatti a missioni di carattere militare, oggigiorno la tecnologia inerente questo settore sta subendo un processo di “smilitarizzazione”. Grazie alla disponibilità di sensori ed elettronica di controllo sempre più miniaturizzata e a basso costo, gli UAV si rivelano uno strumento importante per l’esecuzione di missioni di carattere civile o scientifico e ovunque si voglia salvaguardare le risorse umane. Esempi tipici di tali missioni sono il pattugliamento del territorio e delle coste a scopo di monitoraggio o rilievi fotografici, missioni di individuazione delle coordinate di un oggetto a terra, analisi dell’atmosfera e dei composti chimici in essa presenti, sorvolo aereo di monumenti o di manifestazioni particolarmente a rischio. La realizzazione da parte del DIEEI di un prototipo di velivolo completamente autonomo [1] in grado di eseguire campionamenti dei gas dei fumi vulcanici, ha suggerito l’idea di sviluppare un sistema basato su UAV e UGV. L’utilizzo di veicoli terrestri mobili e piattaforme volanti costituisce un sistema di monitoraggio dei vulcani estremamente avanzato. Gli UAV consentono non solo di sorvegliare l’area sotto osservazione, comunicando il sopraggiungere o