Defesa e Segurança no INCT-SEC

1. Defesa e Segurança no INCT-SEC Prof. Edson dos Santos Moreira Prof. Onofre TrindadeJr ICMC/USP

2. Agenda • O ICMC-USP • O INCT-SEC • Pesquisa em VTNTs no INCT-SEC • Pesquisa em VANTs no INCT-SEC • O projeto ARARA e VANTs em Desenvolvimento • Aplicações • Monitoramento ambiental • Defesa • Defesa civil • Segirança Pública e Privada • Agricultura • Cometários Finais

3. A Cidade de São Carlos • Duas universidades públicas e diversas outras de natureza privada • Polo de indústrias de Alta Tecnologia do Estado de São Paulo • Maior densidade de doutores (por habitante) do Brasil, entre as maiores do mundo

4. O ICMC - USP • ICMC – Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação • Departamentos: • Matemática • Matemática Aplicada • Sistemas de Computação • Ciência da Computação

5. O ICMC - USP • 7 cursos de graduação • Bacharelado em Matemática • Licenciatura em Matemática • Matemática Aplicada Computacional • Estatística • Bacharelado em Ciência da Computação • Bacharelado em Informática • Engenharia de Computação (inter unidades) • Licenciatura em Ciências (inter unidades)

6. O ICMC - USP • 2 programas de pós graduação (mestrado e doutorado) • Matemática (conceito CAPES 6) • Ciência da Computação e Matemática Computacional (conceito CAPES 6)

7. O ICMC - USP • Docentes: 135 • Alunos de pós-graduação: 362 • Alunos de Graduação: 1562 • Funcionários: 106

8. INCT-SEC Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Sistemas Embarcados Críticos CNPq • Missão Elevar e agregar habilidades, competências e infra estrutura necessárias para o desenvolvimento de sistemas embarcados críticos, com ênfase para veículos autônomos móveis, de forma a capacitar a academia e a indústria brasileira no ensino, treinamento, pesquisa e desenvolvimento científico-tecnológico em aplicações de relevância e de alto impacto econômico-social em áreas estratégicas do país, a exemplo de aplicações na agricultura, segurança e defesa nacional, aviação e meio ambiente.

9. INCT-SEC Network • Estabelecer referencia nacional e latino americana em Sistemas Embarcados Críticos

10. INCT SEC

11. INCT-SECEstrutura Organizacional Coordenação José Carlos Maldonado (ICMC-USP) Vice-Coordenação Paulo Cesar Masiero (ICMC-USP)

12. INCT-SECEstrutura Organizacional Comitê Gestor • José Carlos Maldonado (ICMC-USP) • Itana Maria de Souza Gimenes (UEM) • Paulo Cruvinel (CNPDIA – Embrapa) • Heloisa de Arruda Camargo (UFSCAR) • Raimundo da Silva Barreto (UFAM) • João Batista Camargo Jr (Poli-USP) • Avelino Francisco Zorzo (PUC-RS) • João Roberto Moreira Neto (ORBISAT

13. INCT-SECEstrutura Organizacional Divisão de P&D Edson dos Santos Moreira (ICMC-USP) Divisão Administrativa/Operacional Kalinka R. Castelo Branco (ICMC-USP) Divisão Financeira José Carlos Maldonado (ICMC-USP) Divisão de Parcerias Institucionais Onofre Trindade Jr (ICMC-USP)

14. Pesquisa em VTNTs no INCT-SEC Duas vertentes: • Sistemas de Guiamento automático para veículos automotores • Robôs e esquadrões de robôs para aplicações em defesa e segurança

15. Direção Assistida por Computador Detecção de Objetos e Alarme

16. Direção Assistida por Computador Testes em campo... Dados do Laser Data (linhas Cinza Dados GPS Data (pontos azuis) Foco de atenção (janela verde) Alarmes Falsos: • Árvores • Edifícios

17. Protótipos de Esquadrões de Robôs Táticos Pioneer DX • IP addresses and the port numbers of the components. Robots and Sensors • Pioneer DX and AT • Laser SICK LMS • Erratic Robot • Laser Hokuyo • Cameras on-board with pan-tilt • Wireless Camera • ASR Labs Robot (Under development at São Carlos) Erratic – Era Mobi

18. Controle Remoto para Aplicações em Segurança • IP addresses and the port numbers of the components. Experiments • Remote Controlling: Pioneer Robot Robots located at São Carlos, SP (USP) Control located at Porto Alegre, RS (PUC/RS) • Send Sensorial Data (Video, Sonar, Laser) • Receive Control Commands It works!

19. Pesquisa em VANTs no INCT SEC Tecnologia em SEC Partida • AplicaçõesMeio AplicaçõesFinais • UAVs • > Aeronaves • > G&C • Defesa • Segurança • Agricultura • Meio/ambiente • Projetos de Contribuição Estações de Solo • Comunicação Sensores Inteligentes ARARA

20. O Projeto ARARA - Fases • Phase 1 – Radio controlled aircraft (model airplanes). Geo-referenced images using on-board GPS. Flights under eyesight range (finished in 2000) • Phase 2 – Custom designed aircraft. Complete on-board instrumentation. Ground control station. Instrument flights, beyond eyesight range. (finished in 2003) • Phase 3 – Auto pilot, moving ground control station. (finished in 2006) • Phase 4 – Novasarquiteturas de hardware e software, processamento de imagensembarcado, novos enlaces de dados e grandeautonomia.

21. Arara / AGplane SARVANT (INSAR) BRASÍLIA | 04.08.2010 Características: Aeronave de reconhecimento Início de operação: 2005 Autonomia: 4 horas Velocidade: 100~120 Km/h Operação: Autônoma e Remotamente pilotado Aeronaves em serviço: 6 unidades Horas de voo total: + 3.500 horas Aplications: Aerofotografia para agricultura e meio ambiente

22. Arara / AGPlane

23. Estação de Controle em Solo

24. Quasar

25. Quasar • Especificações: • Stall Speed (Flaps on): 72 km/h • Cruise speed: 170 a 185 km/h • Maneuver speed: 160 km/h • Never exceeded speed: 242 km/h • Rate of climb: 550 ft/min • Standard range: 1050 km • Max range: 2.400 km • Endurance: 6,8 h • Glide ratio: 15:1 • Service ceiling: 3.050 m • Fuel consumption: 9~12 l/h

26. VANTs Em Desenvolvimento SARVANT (INSAR)

27. SARVant SARVANT (INSAR) BRASÍLIA | 04.08.2010 MISSÃO • Ser líder do mercado de mapeamento de áreas menores que 500 km² nas escalas de 1:2.000 a 1:50.000 até 2012. FILOSOFIA • Facilidade de operação; • Baixo custo de operação; • Redundância de sistemas; • Grande autonomia de voo.

28. BRASÍLIA | 04.08.2010 • Carga Alar: 47 Kg/m² • Peso Máximo de Decolagem: 120 Kg • Peso Vazio: 35 Kg • Carga Paga: 45 Kg • Motorização: 2 DLE-222 de 21.5Hp´s cada • Velocidade de Estol (Com flaps; ISA): 72 Km/h • Velocidade Cruzeiro (8.000Pés; ISA+10): 200 Km/h • Autonomia de Cruzeiro: 30.5 Horas • Alcance de Cruzeiro: 6.100 Km • Razão de Subida: 2.000 Pés/min SARVant

29. Cartografia Bandas P/X Banda X Modelo Digital de Terreno Resolução: 0.10m P Band Modelo Digital de Terreno Resolução: 1m

30. Aviônica para VANTs Desafios SARVANT (INSAR) BRASÍLIA | 04.08.2010 • Tornar os VANTs parte indistinguível da frota de aeronaves convencionais: • Controle e compartilhamento do espaço aéreo; • Confiabilidade de voo; • Normas e procedimentos de projeto, construção e operação. • Cenários: • Espera-se no prazo de 5 a 10 anos que o cenário acima seja verdadeiro; • Espera-se no prazo de 10 a 20 anos que as únicas aeronaves tripuladas sejam aquelas para transporte de passageiros. • Ações: • Divisão dos sistemas entre VANTs e VANCs (Veículos Aéreos não Controlados) impondo-se aos VANCs limites máximos de peso, alcance, altitude de voo e áreas com restrição de operação. VANCs autônomos já são realidade no mercado de brinquedos! • VANTs devem ser certificados seguindo os mesmos procedimentos utilizados para aeronaves convencionais. VANTs não certificados não devem compartilhar o espaço aéreo.

31. Aviônica para VANTs Sistemas em Desenvolvimento/Integração SARVANT (INSAR) Navegação e controle de vôo • Piloto automático, sistema de navegação, GPS, INU, IMU. Payload • Sensores e sensores inteligentes. Comunicação • Telecomando, telemetria, dados em tempo real (ex. vídeo), ar-terra e ar-ar. Compartilhamento com o espaço aéreo • Transponder, ADS-B, TCAS III. Condições atmosféricas e dispositivos anti-colisão DTM e geopolítica

32. Sistemas de Navegação e Controle em Desenvolvimento SARVANT (INSAR) BRASÍLIA | 04.08.2010

33. Sistemas de Navegação e Controle Roadmap SARVANT (INSAR) BRASÍLIA | 04.08.2010

34. Monitoramento Ambiental SARVANT (INSAR) BRASÍLIA | 04.08.2010

35. Monitoramento Ambiental

36. Defesa

37. Planejamento da Missão • Missão: reconhecimento de terreno • Altitude de voo: 300m AGL • Area: 800ha • Tempo de Voo: 1h20m • Tamanho de pixel: 7cm

38. Imagens

39. Mosaico

40. Mosaico

41. Pontos de Interesse

42. Pontos de Interesse

43. Agricultura

44. Mapeamento Temático

45. Falhas na Cultura de Cana

46. Falhas na Cultura de Cana

47. Falhas na Cultura de Cana

48. Qualidade do Plantio

49. Comentários Finais • As duas aplicações meio mais importantes do INCT – SEC são VANTs e VTNTs • As aplicações fim mais importantes: • Defesa • Segurança pública e privada • Agricultura • Meio ambiente

50. Comentários Finais • A utilização de VANTs e VTNTs levanta uma série de questões sobre segurança, sobre diversos pontos de vista: • Segurança de voo (no espaço aéreo compartilhado) • Segurança de voo (no espaço terrestre sobrevoado) • Segurança de dados de telemetria, telecomando e dados • Violações de privacidade • Segurança de utilização (uso indevido)