Udržování formace UAV na základě měření vzájemných vzdáleností

Abstract

Cílem diplomové práce bylo nalézt a implementovat metodu vhodnou pro udržování formace laboratorních modelů helikoptér. K řízení jsou použity údaje o vzájemné vzdáleností účastníků. Byl upraven existující algoritmus sloužící původně k řízení trojúhelníkové formace námořních plavidel. Dále byl implementován a popsán lokalizační algoritmus založený na EKF (Extended Kalman Filter). Měření vzdálenosti jsou prováděna senzorem vlastního návrhu postaveným na modulu DecaWave DWM1000. Jednotlivé kapitoly se zabývají: metodami řízení formací a lokalizace mobilních agentů, moduly DWM1000 a drony Ryze Tello, vývojem firmwaru senzoru vzdálenosti a knihovnou implementující diskutované algoritmy. Poslední kapitola obsahuje výsledky provedených experimentů. Experimenty prokázaly schopnost zvolené metody udržet pohyblivou formaci s helikoptérami Ryze Tello. Ověřena byla také možnost lokalizace mobilních agentů s přesností až 10 cm.

The aim of the thesis was to find and implement a method suitable for maintaining the formation of laboratory models of helicopters. Mutual distance of the participants is used for the control. An existing algorithm originally used to control the triangular formation of marine vehicles was modified. Furthermore, a localization algorithm based on EKF (Extended Kalman Filter) has been implemented and described. Distance measurements are performed by a sensor of our own design based on the DecaWave DWM1000 module. Individual chapters cover: methods for formation control and localization of mobile agents, DWM1000 modules and Ryze Tello drones, development of the distance sensor firmware, and a library implementing the algorithms discussed. The last chapter contains the results of the experiments performed. The experiments demonstrated the ability of the chosen method to maintain a moving formation with Ryze Tello helicopters. The ability to locate mobile agents with an accuracy of up to 10 cm was also verified.