Manned - Unmanned Teaming: controllore di volo per UAV in formazione col velivolo principale. = Manned-Unmanned Teaming: Flight Controller for UAVs in formation with a leader aircraft

Gli UAV (Veicoli Aerei Senza Pilota) assumono un ruolo sempre più centrale in ambito militare e civile grazie alla loro capacità di ridurre i rischi per gli operatori umani in ambienti ostili. Tuttavia, al di fuori di ambienti controllati, i loro impeghi operativi sono ancora limitati. La maggior parte degli UAV attuali ´e controllata in remoto o in modalità semi-autonoma, con scarso livello di adattamento a situazioni impreviste inoltre l’integrazione in spazi aerei condivisi rimane complessa per motivi di sicurezza e regolamentazione. Le nuove tecnologie puntano a migliorare l’autonomia mediante sistemi avanzati di intelligenza artificiale, algoritmi di navigazione evoluti e l’introduzione del concetto di Manned-Unmanned Teaming (MUM-T), ovvero la capacità di velivoli senza pilota di supportare quelli con equipaggio durante una missione. Questa tesi, frutto della collaborazione tra il Politecnico di Torino e Sipal S.p.a e sviluppata durante uno stage presso l’azienda, si inserisce in questo contesto. Utilizzando l’hardware del laboratorio di Sipal e il software Prepar3d, ´e stato progettato un autopilota per velivoli ad ala fissa che include le fasi di decollo, immissione in crociera e volo in formazione, con l’obiettivo di simulare uno scenario MUM-T. Poichè sono stati utilizzati due elaboratori connessi sulla stessa rete locale, si ´e deciso di adottare un’architettura di tipo leader-follower. Sono stati quindi implementati due algoritmi, uno per ciascuna macchina, che gestiscono l’automazione dei task, all’interno dei quali diversi autopiloti, utilizzando controllori PID (Proporzionali integrali derivativi), e LEAD-LAG (filtri d’anticipo o ritardo) portano a termine la missione. Sono state quindi effettuate diverse simulazioni in condizioni standard e perturbate al fine di produrre dei grafici che descrivono l’andamento temporale delle grandezze di interesse. Il sistema può essere adattato al tipo di aeromobile selezionato e alle esigenze della missione tramite la regolazione di specifici parametri di input.