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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

Tesi etd-04112015-113047


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
IPPOLITO, ALESSANDRO
URN
etd-04112015-113047
Titolo
Caratterizzazione di Sensori UWB per Radiolocalizzazione
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI
Relatori
relatore Prof. Nepa, Paolo
Parole chiave
  • Radiolocalizzazione
  • UWB
Data inizio appello
30/04/2015
Consultabilità
Completa
Riassunto
Lo scopo di questa tesi è quello di avvalorare con misure sperimentali, l’idea di OTO Melara di realizzare un innovativo Unmanned air vehicle Automatic Guidance (U.A.G.), cioè un sistema di pilotaggio semi-automatico su brevi distanze di velivoli UAV (Unmanned Aerial Vehicle) ad ala rotante, di piccole dimensioni e peso ridotto, utilizzabili ad esempio per la scoperta di minacce di tipo IED (Improvised Explosively Devices), VBIED (Vehicle-Borne Improvised Explosive Devices, ovvero Auto-bombe), campi minati, ecc. Tale complesso tecnologico deve supportare il sistema di guida e controllo della navigazione della piattaforma robotica, al fine di renderne più facile e precisa la gestione ed aumentarne l’accuratezza in scenari operativi definiti “caldi” in ambito militare ed umanitario. Il sistema proposto, si basa sull’ipotesi di posizionare quattro moduli UWB su un mezzo terrestre, Lince o rover, ed effettuare una radiolocalizzazione a controllo semi-automatico della posizione di un altro sensore UWB, montato sull’UAV. Le misure sperimentali portate avanti per questa tesi, si basano sui dispositivi PulsOn400 Ranging & Communication Module della TimeDomain, sensori capaci di misurare efficientemente la distanza tra un requester posto sull’UAV, e più moduli responder, fornendo l’informazione di distanza necessaria per la localizzazione ad esempio con metodo di multilaterazione. I diversi moduli UWB sono stati studiati svolgendo delle analisi preliminari, che hanno permesso di comprendere il funzionamento dei dispositivi ed ottimizzarne le prestazioni nelle successive fasi di misura; quest’ultime realizzate in ambienti outdoor, indoor ed in camera anecoica. I risultati delle analisi preliminari, dimostrano che l’errore di stima non varia sensibilmente quando il numero di misure ripetute (detto Count), su cui è basata la stima stessa, è maggiore di 80. Inoltre il valor medio del tempo necessario ad effettuare la singola misura (StopWatch Time), risulta essere strettamente legato all’indice d’integrazione degli impulsi (PII), ed indipendente dalla distanza, potenza trasmessa e Count. Infine, considerando un set di più di 40.000 misure, è stato possibile concludere che in media, per i tre scenari considerati ed in condizione di LOS (Line Of Sight), la precisione di stima in distanza, in termini di deviazione standard, è sempre dell’ordine di qualche centimetro; mentre aumenta di un ordine di grandezza quando viene interposto tra i moduli un ostacolo con attenuazione considerevole, come quella di un muro portante di un edificio. I parametri estratti durante le campagne di misura discusse nella tesi, verranno utilizzati per implementare un modello del sistema di pilotaggio semi-automatico basato su sensori UWB, come i P400 RCM della TimeDomain.
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