Uma metodologia formal para o planejamento e controle de missões de aeronaves não-tripuladas

Abstract

Este trabalho descreve uma metodologia formal que objetiva garantir que aeronaves não­ tripuladas, quando operando de forma autônoma, apresentem um comportamento con­dizente com os objetivos da missão durante toda a duração da missão e, se impedidas de exibir tal comportamento, minimizam as conseqüências desta falha. Na fase de planeja­mento da missão, autômatos híbridos lineares são usados para modelar a aeronave utilizada e os recursos necessários à execução de uma missão (condições internas), o ambiente no qual a missão será realizada (condições externas) e um plano de vôo condizente com os objetivos da missão. O modelo resultante é utilizado para a construção de um plano de vôo contendo uma estratégia primária para a consecução dos objetivos da missão e com­portamentos alternativos para todas as situações passíveis ele serem encontradas durante a realização da missão. Durante a execução da missão, urn controlador de vôo reativo a bordo da aeronave é utilizado para selecionar um comportamento adequado com base no progresso da missão, no ambiente no qual a aeronave está operando e no estado interno da mesma.<br>

Abstract : This work describes a formal methodology for mission planning and control for unmanned aerial vehides. Aircraft executing fiight plans developed with our rnethodology are guar­anted to comply with thc mission objectives at all times. If, for any rcason, the flight plan fails, it will fail in a controlled way. During rnission planning, we use linear hybrid automata to modcl thc choscn aircra.ft, thc rcsourccs nccclccl to pcrform a mission anel thc environrnent in which the aircraft will operate. We use the terrns "internal conditions" for the first two anel "external conditions" for the last one. We also model the flight plan itself with hybrid automata. The resulting model is used to construct complete fiight plans. A complete flight plan contains a primary fiight plan, aimed at achieving the mission objec­tives, anel a set of altemative fiight plans for all the possible situations that the aircraft couid encounter during the execution of the rnission. During rnission execution, a reactive, on-board flight controller is used to seiect the most appropriate behavior based on mission progress, external events frorn the enviromnent where the aircraft is operat.ing and the aircraft's internai status.