Systém autonomní navigace UAV zařízení

Abstract

Tato práce se zabývá metodami navigace bezpilotních prostředků, konkrétně vývojem algoritmu pro platformu kvadrokoptéry vytvořenou týmem ČVUT. Především se za- měřuje na filtrační algoritmy, potřebné k navigování letounu. Výsledný produkt by měl přispět k úspěšné účasti na studentské soutěži ARLISS [1]. Favoritem v této oblasti je Kálmánův filtr a proto byly zvoleny dvě jeho varianty - UKF a EKF. Vzhledem k tomu, že ke stabilizaci kvadrokoptéry je využit komerční produkt, který umožňuje řízení přes změnu natočení a výšky, byly také navrženy řídící smyčky potřebné k pře- vodu z chyby pozice na vsuptní příkazy pro autopilot. Jak filtrační, tak regulační část byly ověřeny simulacemi a jejich výsledky vyhodnoceny. Následně byly tyto algoritmy implementovány v C++ pro zvolenou řídící jednotku, kterou je STM32F401.

This thesis deals with navigation methods of unmanned aerial vehicles, namely develop- ment for quadcopter platform created by CTU team. Above all, it focuses on filtration algorithms necessary for aircraft navigation. The resulting product should contribute to successful participation in student competition ARLISS [1]. Kalman filter is prevail- ing choice in this field and therefore were chosen two of its variants - UKF and EKF. Since a commercial product is used for stabilization of the quad rotor, which enables control via change of attitude and altitude, there were also designed control loops re- quired for transformation of position error to autopilot's input commands. Both the filtering and regulatory parts were verified by simulations and their results evaluated. Subsequently, these algorithms were implemented in C++ for the selected control unit, which is STM32F401.