Paper - Mimos

Simulazioni con hardware in the loop per
progettazione e test di sistemi di tracking
automatico
Giovanni Ferrari, Michele Soleri,
Davide Corsanini, Bini Riccardo
(OTO Melara S.p.A.)
Luigi D’Amaro
(B-K s.r.l)
07/06/2010
Introduzione
- I sistemi d’arma di piccolo calibro attualmente in fase di
sviluppo presso OTO Melara sono dotati di sistemi di
tracking automatico dei bersagli;
- Le tecniche di simulazione di scenari sintetici,
visualizzazione 3D integrate con l’hardware (HIL)
possono essere utilizzate in fase di sviluppo, test e
collaudo del sistema di tracking;
- OBIETTIVO: Diminuire i tempi/costi di sviluppo, test e
collaudo;
07/06/2010
Tracking Automatico (1)
Il sistema permette l’inseguimento automatico del bersaglio, la cui
posizione relativa è individuata mediante immagini provenienti da
sensori elettro-ottici.
-
EO: Sensori elettro-ottici (camera diurna o IR);
Tracker Unit: Calcola l’errore di puntamento mediante opportuni
algoritmi di elaborazione immagini;
Gun Control Unit: Controlla gli asservimenti delle ottiche e del
cannone;
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Tracking Automatico (filmato)
07/06/2010
Tracking Automatico: Sviluppo & Test
1. Sviluppo degli algoritmi di
tracking, test effettuati su
filmati;
2. Implementazione degli
algoritmi sull’architettura
target; test effettuati su filmati;
3. Dimensionamento degli
algoritmi di controllo degli
asservimenti; test in poligono
(sistema reale);
4. Collaudo
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Test con:
• Ambiente sintetico
• 3D Viewer
• Simulazione Asservimenti
•Test con:
• Ambiente sintetico
• 3D Viewer
• Simulazione Asservimenti
Test con:
• Ambiente sintetico
• 3D Viewer
• Sistema d’arma
Test con:
• Ambiente sintetico
• 3D Viewer
• Sistema d’arma
Implementazione (HIL, 1)
E’ necessario integrare l’ambiente di simulazione con il sistema d’arma, in
modo da poter effettuare delle simulazioni Hardware In the Loop
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Implementazione (HIL, 2)
1. Sostituzione del segnale video proveniente dai sensori elettro-ottici con
il segnale proveniente dal visualizzatore 3D.
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Implementazione (HIL, 3)
1. Sostituzione del segnale video proveniente dai sensori elettro-ottici con
il segnale proveniente dal visualizzatore 3D;
2. Aggiornamento posizione e stato della telecamera virtuale tramite le
informazioni provenienti dal sistema d’arma.
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Implementazione (HIL, 4)
1. Sostituzione del segnale video proveniente dai sensori elettro-ottici con
il segnale proveniente dal visualizzatore 3D;
2. Aggiornamento posizione e stato della telecamera virtuale tramite le
informazioni provenienti dal sistema d’arma.
3. Il sistema è operativo!
07/06/2010
Implementazione (Gun Simulation)
Sostituendo il sistema d’arma con una simulazione non è necessario avere
l’apparato per poter effettuare dei test preliminari sul sistema di tracking
07/06/2010
Nuove Features
Nuove funzionalità del visualizzatore 3D
(sviluppato da OTO Melara S.p.A.):
-Interfaccia con il sistema d’arma.
-Calcolo del contrasto tra target e sfondo
-Impostazione del contrasto tra target e sfondo
Sviluppi futuri:
-Simulazione IR
-Effetti atmosferici
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Probelmi implementativi
• Si introduce del ritardo nell’anello di retroazione: si
instaurano cicli limite stabili (oscillazioni auto-sostenute).
• Tale ritardo è particolarmente rilevante nel caso in cui
l’ingresso video della tracker unit sia S-Video.
• Occorre sincronizzare la generazione dei frame con
l’invio sul canale di uscita S-Video
• Occorre prelevare i dati di posizione utili per il corretto
posizionamento della telecamera più vicino possibile alla
sorgente (encoder).
07/06/2010
Conclusioni
- Sono stati fatti dei test su una versione preliminare del
simulatore ed hanno dato buoni risultati;
- Si prevede quindi di impiegarlo fin da subito nelle fasi di
sviluppo e collaudo;
- Si prevedere di estendere le capacità del simulatore in
modo da utilizzarlo anche per attività training,
eventualmente “on board”;
- Alcune delle nuove torri saranno già progettate con il
sistema di training “integrato”: saranno dotate di
connettori ad-hoc da cui prelevare/iniettare i segnali
necessari al sistema di training.
07/06/2010