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Autore: C. Demartini   —  Politecnico di Torino, DAUIN, DIASP

Autore: B. Pralio   —  Politecnico di Torino, DAUIN, DIASP

Autore: F. Quagliotti   —  Politecnico di Torino, DAUIN, DIASP

Autore: A. Sanna   —  Politecnico di Torino, DAUIN, DIASP

Minipiattaforme volanti per controllo del territorio: ambienti di simulazione
Abstract:

La realtà virtuale e lo sviluppo di ambienti di simulazione rappresentano un aspetto chiave dell’attività di progettazione e di analisi di fattibilità, applicabile sia ai mezzi di trasporto sia agli ambienti di gestione e di controllo dei mezzi stessi. Nell’ambito dello sviluppo di velivoli non abitati, la simulazione coinvolge, oltre alla classica modellizzazione matematica della dinamica della piattaforma aerea e dei suoi sottosistemi, la creazione di un ambiente virtuale rappresentativo della stazione di controllo a terra. Alla simulazione viene, così, riconosciuto il duplice ruolo di strumento per la progettazione della stazione stessa e per la messa a punto degli algoritmi di gestione della piattaforma e di mezzo di addestramento del personale operatore, in una fase preliminare alla gestione della piattaforma reale.

Il presente articolo riporta l’attività svolta nell’ambito di un progetto, cofinanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca, finalizzato allo studio ed allo sviluppo di un sistema per il monitoraggio in tempo reale del territorio per la prevenzione degli incendi. Nell’ambito di tale progetto, gli autori hanno sviluppato un ambiente di simulazione finalizzato alla progettazione della stazione di controllo di un minivelivolo ed all’addestramento del personale operatore a terra. In accordo con le reali condizioni operative ed al profilo di missione stabilito con gli Enti interessati (Protezione Civile di Enna), l’hardware di simulazione è costituito da un notebook, su cui vengono ricostruiti virtualmente gli scenari operativi. Il software di simulazione è, invece, costituito dal modello matematico della piattaforma, validato attraverso prove di volo, e dal motore di rendering dello scenario virtuale, basato su mappe altimetriche su cui vengono applicate texture ricavate da fotografie dell’ambiente reale. Nella ricostruzione del paesaggio sono stati inseriti ostacoli di varia natura (costruzioni, alberi, …) in modo casuale, pur rispettando la logica legata all’ambientazione della missione. La stazione di controllo virtuale, in completa similitudine con quella reale, permette la gestione del velivolo in pilotaggio remoto ed in volo autonomo. Uno studio approfondito è stato dedicato ai diversi aspetti legati alle interfacce di gestione della piattaforma, analizzando l’approccio dell’operatore alle diverse modalità di controllo del velivolo (radiocomando, joystick, guanto virtuale) e ai punti di vista per il pilotaggio remoto (vista fornita da una o più videocamere interne con diverse posizioni ed angolazioni, vista “da terra”). 

La realtà virtuale e lo sviluppo di ambienti di simulazione rappresentano un aspetto chiave dell’attività di progettazione e di analisi di fattibilità, applicabile sia ai mezzi di trasporto sia agli ambienti di gestione e di controllo dei mezzi stessi. Nell’ambito dello sviluppo di velivoli non abitati, la simulazione coinvolge, oltre alla classica modellizzazione matematica della dinamica della piattaforma aerea e dei suoi sottosistemi, la creazione di un ambiente virtuale rappresentativo della stazione di controllo a terra. Alla simulazione viene, così, riconosciuto il duplice ruolo di strumento per la progettazione della stazione stessa e per la messa a punto degli algoritmi di gestione della piattaforma e di mezzo di addestramento del personale operatore, in una fase preliminare alla gestione della piattaforma reale.

Il presente articolo riporta l’attività svolta nell’ambito di un progetto, cofinanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca, finalizzato allo studio ed allo sviluppo di un sistema per il monitoraggio in tempo reale del territorio per la prevenzione degli incendi. Nell’ambito di tale progetto, gli autori hanno sviluppato un ambiente di simulazione finalizzato alla progettazione della stazione di controllo di un minivelivolo ed all’addestramento del personale operatore a terra. In accordo con le reali condizioni operative ed al profilo di missione stabilito con gli Enti interessati (Protezione Civile di Enna), l’hardware di simulazione è costituito da un notebook, su cui vengono ricostruiti virtualmente gli scenari operativi. Il software di simulazione è, invece, costituito dal modello matematico della piattaforma, validato attraverso prove di volo, e dal motore di rendering dello scenario virtuale, basato su mappe altimetriche su cui vengono applicate texture ricavate da fotografie dell’ambiente reale. Nella ricostruzione del paesaggio sono stati inseriti ostacoli di varia natura (costruzioni, alberi, …) in modo casuale, pur rispettando la logica legata all’ambientazione della missione. La stazione di controllo virtuale, in completa similitudine con quella reale, permette la gestione del velivolo in pilotaggio remoto ed in volo autonomo. Uno studio approfondito è stato dedicato ai diversi aspetti legati alle interfacce di gestione della piattaforma, analizzando l’approccio dell’operatore alle diverse modalità di controllo del velivolo (radiocomando, joystick, guanto virtuale) e ai punti di vista per il pilotaggio remoto (vista fornita da una o più videocamere interne con diverse posizioni ed angolazioni, vista “da terra”). 

 
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