Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Design and Software Development of the Simplified Mission Computer for a Small Unmanned Rotorcraft

Adam Aleksander Rodacki

Abstract

The aim of this thesis is to design the functionality and develop a software for the simplified mission computer for a small unmanned rotorcraft and test in on the quadrotor simulator. The task of mission computer is to send such signals to the autopilot, which leads quadrotor to perform the mission entered by an operator. On the basis of current information about the state of the rotorcraft, the mission computer specify its location and spatial orientation in relation to the values set by the operator and calculate the linear and angular velocity with which the rotorcraft should fly to complete the mission. The review of modern civilian use of unmanned aerial rotorcraft was conducted. Assumptions which should be met by the projected simplified mission computer were made based on the collected data. The mission computer has two modes of operation. In the first one, the operator writes complete information concerning every waypoint: its coordinates, yaw angle, time, during which rotorcraft must stay in the waypoint and maximum distance between waypoint and rotorcraft for which the waypoint is passed. This mission plan is executed in the order of waypoints written by the operator. The goal of the second mode is to perform area searching mission. The operator writes coordinates of a territory, height of flight, the width of camera image on the ground from that height and the width of overlap of films from neighboring flights. The search route is generated automatically based on this information. Designed functionality was programmed in C++ and implemented to the reconfigurable architecture of the quadrotor simulator in the form of a dynamic link library. The plan of the mission is read by the mission computer from the file prepared by the operator. Numerous tests were conducted, during which the current state of the rotorcraft was observed through graphical interface of the instructor program, the data printed on the screen in the console and through the visualization system. Test results are saved to a file and then imported to the Matlab program, where their analysis is made.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Adam Aleksander Rodacki (FPAE) Adam Aleksander Rodacki,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Projekt i oprogramowanie uproszczonego komputera misji dla małego bezilotowego wiropłata
Supervisor
Maciej Zasuwa (FPAE/IAAM) Maciej Zasuwa,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Lotnictwo i Kosmonautyka
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
18-03-2016
Issue date (year)
2016
Pages
40
Internal identifier
MEL; PD-3658
Reviewers
Maciej Zasuwa (FPAE/IAAM) Maciej Zasuwa,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Janusz Narkiewicz (FPAE/IAAM) Janusz Narkiewicz,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
komputer misji, automatyczne sterowanie, bezzałogowe statkipowietrzne
Keywords in English
mission computer, automatic control, unmanned aerial vehicles
Abstract in Polish
Celem pracy jest zaprojektowanie sposobu działania i napisanie oprogramowania komputera misji dla małego bezpilotowego wiropłata, a następnie przeprowadzenie testów na symulatorze quadrotora. Zadaniem komputera misji jest wysyłanie takich informacji do autopilota, aby quadrotor wykonał misję wprowadzoną przez operatora. Na podstawie bieżących informacji o stanie wiropłata komputer misji określa jego położenie i orientacje przestrzenną w stosunku do zadanych i oblicza prędkości liniowe i kątowe z którymi powinien poruszać się wiropłata aby przelot odbył się zgodnie z zaplanowaną trasą. W ramach pracy przeprowadzono przegląd współczesnych zastosowań cywilnych małych bezpilotowych wiropłatów. Na tej podstawie opracowano założenia, które powinien spełniać projektowany uproszczony komputer misji. Ustalono, że komputer misji będzie posiadał dwa tryby działania. W pierwszym trybie operator podaje informację o każdym kolejnym punkcie na trasie: współrzędne, zadany kąt odchylenia, czas, który wiropłat powinien spędzić w tym punkcie oraz maksymalną odległość, której osiągnięcie skutkuje zaliczeniem kryterium położenia. Taki plan misji jest wykonywany zgodnie z kolejnością punktów wprowadzonych przez operatora. Drugi tryb został stworzony w celu przeprowadzenia misji przeszukania terenu. Operator podaje współrzędne obszaru, wysokość przelotu, szerokość widzenia kamery na ziemię i szerokość obszaru pokrywania się filmów z sąsiednich przelotów. Na podstawie tych danych automatycznie generowana jest trasa przeszukiwań terenu. Zaprojektowana funkcjonalność została zaprogramowana w języku C++ i zaimplementowana do architektury rekonfigurowalnej symulatora quadrotora w postaci biblioteki łączonej dynamicznie. Plan danej misji był wczytywany przez komputer misji z wcześniej przygotowanego pliku. Przeprowadzono szereg testów, w trakcie których aktualny stan wiropłata obserwowano poprzez interfejs graficzny programu instruktora, dane wypisywane na ekran w oknie konsoli programu, a także układ wizualizacji. W trakcie przeprowadzanych testów wyniki były zapisywane do pliku, a następnie importowane do programu Matlab, gdzie przeprowadzono ich analizę.
File
  • File: 1
    ar_praca_inzynierska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 10275

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT4b41b415a50043ffbe48f888e3ee64c2/
URN
urn:pw-repo:WUT4b41b415a50043ffbe48f888e3ee64c2

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page