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RT-LAB UAV Simulator

Opal-RT Technologies a développé le RT-LAB UAV Engineering Simulator pour les chercheurs du domaine des aéronefs sans pilote (UAV) qui veulent minimiser le temps entre les concepts de UAV et les évaluations opérationnelles. À l'aide de cette approche basée sur la modélisation et la simulation, les chercheurs peuvent rapidement développer plusieurs concepts, systèmes de commande et stratégies de déploiement et les tester sans avoir à recommencer chaque modèle à partir du début ou à développer un environnement de simulation personnalisé.

Le RT-LAB UAV Engineering Simulator, consistant en une librairie de blocs Simulink spécialisée, le logiciel DINAMO, le logiciel temps réel RT-LAB et des outils d'interface HLA optionnels, porte les concepts de UAV, de l'idée initiale à la simulation temps réel distribuée, en un rien de temps et sans effort.

  • Minimise le temps et les coûts entre le concept et l'évaluation opérationnelle
  • Librairie de blocs spécialisée, qui offre une gamme complète d'outils de modélisation
  • Support d'une grande variété d'E/S pour les tests avec matériel dans la boucle (HIL)
  • Calcul distribué extensible à l'aide de technologies basées sur les PC
  • Prototypage rapide d'aéronefs sans pilote (UAV) par des tests sur terrain virtuel
  • S'adapte aux architectures haut niveau (HLA) pour des simulations en coopération

RT-LAB UAV Engineering Simulator est configuré pour ressembler à une station de contrôle de UAV standard. Il peut être déployé comme un simulateur autonome, connecté à du matériel dans la boucle ou connecté à une HLA fédérée. Utilisé comme simulateur autonome, il est idéal pour la recherche en commande, les stratégies collaboratives, les interfaces utilisateur et l'intégration de systèmes. Employé comme objet d'une HLA, il peut être utilisé à des fins plus avancées telles que pour les stratégies de déploiement, l'efficacité sur le terrain et les doctrines opérationnelles.

Tout le matériel est basé sur la technologie PC et est lié par FireWire pour offrir le plus de flexibilité possible. Il suffit d'ajouter des PC lorsque le modèle devient plus complexe ou que la mission demande plusieurs UAV. Il est possible de connecter et déconnecter des UAV dynamiquement pour émuler un véritable déploiement. Le simulateur permet aussi de se brancher à une HLA fédérée, comme un ou plusieurs objets, et d'inclure du matériel dans la boucle à partir d'interfaces E/S. Désormais, la puissance de calcul n'est plus une limite.

Le RT-LAB Engineering Simulator permet d'intégrer des modèles complexes, des composantes matérielles et des idées dans des simulations temps réel et même, dans des simulations en coopération. Il offre des outils parfaitement adaptés pour les chercheurs du domaine des UAV qui veulent passer du concept à la réalité avec le minimum d'efforts et de temps.

Options d'E/S pour le matériel dans la boucle

  • RT-LAB supporte la plupart des interfaces E/S analogiques et numériques de National Instruments, Acromag et RTD
  • Interface MIL 1553: SBS Technologies
  • Interface MIL 429: SBS Technologies
  • Émulateurs LVDT/RVDT: Opal-RT Technologies
    Liste complète des E/S supportées

Options d'interface utilisateur

  • Entrées: manche à balais USB (joystick)
  • Visualisation: X-Plane, VAPS, Altia, MultiGen-Paradigm
  • Interfaces de programmation (API): C, VB, FORTRAN, Simulink, Python, LabView
    Pour plus d'information sur les fonctionnalités de connectivité de RT-LAB
  • Automatisation de tests: DINAMO, TestStand

Utiliser le UAV Engineering Simulator

Le UAV Engineering Simulator d'Opal-RT est un système intégrant du matériel (grappe de PC, E/S, console et manche à balais) et du logiciel (Simulink, UAV Blockset, DINAMO, RT-LAB et X-Plane), prêt à utiliser tout en étant entièrement modifiable selon les besoins.

Le UAV Engineering Simulator permet aux chercheurs de se concentrer rapidement sur leurs applications spécifiques d'aéronefs sans pilote (UAV). Sa librairie Simulink spécialisée permet de modéliser un UAV et offre deux exemples de modèles d'UAV pouvant être utilisés tel quel ou comme gabarit pour développer un modèle personnalisé. Le modèle Simulink est ensuite converti en code C et exécuté grâce à RT-LAB. Les cibles sur système d'exploitation temps réel tel que QNX permettent d'exécuter le modèle en temps réel avec du matériel dans la boucle. Pour des simulations temps réel souples ou pour exécuter aussi vite que possible, des cibles sur Windows peuvent être utilisées. DINAMO peut être utilisé pour effectuer l'équilibrage (trim) de l'UAV. Il s'agit d'entrer les conditions initiales, l'altitude, la vitesse et la position et de laisser DINAMO calculer l'assiette et les surfaces de contrôle nécessaires pour initialiser la simulation. Ensuite, l'utilisateur peut contrôler l'UAV à l'aide du manche à balais ou de la console où on entre les points de cheminement, ce qui permet d'étudier l'interface usager ou le comportement autonome de l'UAV. Il est possible de visualiser la simulation avec un générateur de paysage et de console avionique, comme X-Plane, qui offre entre autre une vue extérieure à partir de la fenêtre du poste de pilotage et des cartes géographiques, en utilisant l'interface de programmation (API) de RT-LAB.

Connectivité

  • Contrôle: manche à balais, autopilote
  • Intégration: Simulink/RTW, LabVIEW
  • Communications externes: X-Plane, VAPS, Altia
  • Interface de programmation: C, VB, FORTRAN, MATLAB, Python, TestStand

Pour plus d'information sur les fonctionnalités de RT-LAB

Le simulateur peut être adapté, en ajoutant des PC, pour permettre la simulation de systèmes plus détaillés ou pour plusieurs UAV volant en même temps. Le système peut s'interfacer avec du matériel dans la boucle, en utilisant les E/S de RT-LAB et les blocs de librairie fournis.

  • RT-LAB supporte la plupart des interfaces E/S analogiques et numériques commerciales de National Instruments, Acromag et RTD
  • Interfaces MIL 1553: SBS Technologies
  • Interfaces MIL 429: SBS Technologies
  • Émulateurs LVDT/RVDT: Opal-RT Technologies
  • RS-232/422/485
  • Pour une liste complète des E/S supportées

Composantes optionnelles

  • Les blocs HLA peuvent être utilisés pour évaluer l'UAV dans un environnement opérationnel ou pour créer un essaim d'UAV connecté comme un seul objet ou avec chaque UAV connecté séparément.
  • Afin d'ajuster le modèle à la réalité, DINAMO peut être utilisé pour faire de l'estimation de paramètres afin de rapprocher le modèle des données prises en vol.
  • Une librairie de scripts MATLAB permet de linéariser, d'équilibrer et de faire des analyses de dynamique de vol sur le modèle Simulink.


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