Título
Generalized software application for operation of a 3D vehicle in air, water and land
Autor
Peres, Diogo Rafael Baptista
Resumo
pt
Os veículos não tripulados e as suas aplicações estão em forte crescimento. O uso de rádio
controlo é a maneira mais comum de controlar estes tipos de veículos, sendo o método
mais barato e simples de controlar um veículo não tripulado. Contudo, não têm uma
interface visual que permita ao utilizador ver as informações do veículo, tais como o nível
da bateria, a velocidade, distância, geolocalização, entre outros. Para ajudar com este
problema, têm sido desenvolvidas algumas aplicações para dispositivos móveis e
computadores, que permitem controlar e monitorizar este tipo de veículos. Para
estabelecer a comunicação entre o dispositivo de controlo e o veículo, são frequentemente
usados dongles para comunicar por rádio, Bluetooth ou Wi-Fi. Na maioria dos casos, estas
tecnologias não possibilitam ao utilizador o controlo a longas distâncias, para além da
linha de vista, e costumam ser focadas para o uso em multicopteros, possibilitando, na
maioria dos casos, a ligação de um único veículo.
O âmbito desta dissertação pretende estudar e desenvolver uma aplicação com elevada
fiabilidade, capaz de controlar vários tipos de veículos, nomeadamente, veículos aéreos,
terrestres e aquáticos. Esta aplicação irá permitir a ligação a vários veículos ao mesmo
tempo, trocar facilmente o veiculo a controlar, recorrendo aos sistemas de comunicação
móveis celulares, 3ª geração (3G ) e 4ª geração (4G) para garantir a comunicação entre a
aplicação desenvolvida e o veículo não tripulado. Seguindo estes princípios, é possível
controlar um veículo 3D hibrido (em modo de ar, terra e mar). Esta permite ao utilizador
controlar o veículo a longas distâncias com o uso de uma transmissão de vídeo. Para
alcançar o objetivo desta dissertação foi desenvolvida uma aplicação Android para
possibilitar o controlo recorrendo às redes móveis celulares. No veículo, além da
eletrónica habitual, para um veículo não tripulado (motores, ESC’s, baterias, etc.), será
também utilizado um Raspberry Pi 2 modelo B com um dongle 3G/4G que liga o veículo,
redirecionando as mensagens vindas da placa de controlo para a aplicação móvel. Para a
comunicação entre a aplicação e o veículo foi também desenvolvida uma aplicação
instalada no servidor que é responsável pela gestão de utilizadores e pela troca de
mensagens vindas de ambas as plataformas: veículo e aplicação.
en
The unmanned vehicles (UV) and its applications are growing exponentially. Using the
radio control is the most common way to control these types of vehicles for being a simple
and cheap method to control an UV. However, it doesn’t have a visual interface that
allows the user to see the vehicle’s information such as battery status, speed, distance,
geolocation, etc. To deal with this problem, some mobile and desktop applications have
been developed. To communicate between the control device and the vehicle, dongles are
commonly used to establish the connection using radio, Bluetooth or Wi-Fi. In most
cases, these technologies don’t allow the user to control at long distances, Beyond Line
Of-Sight (BLOS), and these applications are focused to use mostly on multi-copters, and
most of the times, they only allow to connect a vehicle at a time.
The purpose of this dissertation is to study the reliability of an application able to control
multiple types of vehicles, such as aerial, land and water vehicles. This application allows
the user to connect multiple vehicles at the same time using a single device, easily change
the vehicle assigned to control, by using mobile networks to perform the communication
between the developed application and the vehicle. In this way, it will be possible to
connect a 3D – hybrid vehicle, which is a vehicle capable of moving in water, land and
air environments, allowing the user to control the vehicle at long distances with video
feedback.
To achieve the purpose of this dissertation, it was developed an Android application to
allow controlling the vehicle by using mobile networks to communicate. In the vehicle,
besides the common electronics used in an unmanned vehicle (ESC’s, motors, batteries,
controller board, etc.), it will be used a Raspberry Pi 2 model B with a 3rd Generation
(3G) and 4th Generation (4G) dongle that will connect the vehicle to the internet, routing
the messages coming from the controller board placed in the vehicle to the mobile
application. It was also developed a server application to do the user management and
exchange the messages coming from both platforms: vehicle and application.