Trabalho de Conclusão de Curso
Documento
Autoria
Unidade da USP
Data de Apresentação
Orientador
Banca
Almeida, Thales Eugenio Portes de
Monteiro, José Roberto Boffino de Almeida
Título em Português
Desenvolvimento de um veículo aéreo quadrirotor com sistema de estabilização baseado no filtro de Kalman.
Palavras-chave em Português
Quadricoptero
Filtros de Kalman
Drone
Sistemas embarcados
Arquitetura ARM
Sistemas embutidos
Aeronaves não tripuladas
Resumo em Português
Este trabalho apresenta um ambiente para o desenvolvimento de um veículo aéreo quadrirotor (quadricoptero) que utiliza a realimentação proveniente de uma unidade inercial composta de acelerômetro, giroscópio e magnetômetro, para desenvolvimento de um sistema de estabilização por meio de controladores discretos do tipo PID, provendo também mecanismos para controle do deslocamento do mesmo. Devido às características mecânicas do veículo e dos sensores, mostrou-se necessário o tratamento dos sinais provenientes da unidade inercial por meio de um filtro de Kalman para posteriores cálculos dos ângulos de Euler (Roll, Pitch e Yaw). O microcontrolador utilizado foi um STM32F407VG presente no kit de desenvolvimento STM32F4-Discovery, com todo o software desenvolvido compilado através da ferramenta “GNU toolchain from ARM Cortex-M & Cortex-R processors”. Com o objetivo de permitir a análise dinâmica houve, conjuntamente, o desenvolvimento de uma unidade de telemetria baseada em LabVIEW® para capturar, em tempo real, dados considerados relevantes para o processo, além de possibilitar a comparação destes com simulações realizadas através do pacote Simulink incluso no software Matlab®. Os resultados apresentados no texto atestam o êxito do trabalho de conclusão de curso.
Palavras-chave em Inglês
Quadcopter
Kalman filter
Drone
Embedded systems
ARM architecture
Resumo em Inglês
The proccess described in this document shows the procedures of the development of an quadrirotor aircraft that utilizes the feedback provided by an inertial unit that contains an acelerometer, a gyroscope and a magnetometer to obtain stability control by the use of an discrete PID controller and therefore provide mechanims for control it’s movements by lateral inclinations. Because of the mechanics characteristics of the vehicle it showed-up necessary the treatment of the signals provided by the inertial unit utilizing a Kalman filter before the calculation of the Euler angles (Roll, Pitch and Yaw). The microcontroller utilized for this task is a STM32F407VG contained in the development kit STM32F4-Discovery, the program was compiled by the tool “GNU toolchain from ARM Cortex-M &Cortex-R processors”. Within the goal of allow the analyzes of the vehicle dynamics, in parallel, was developed a telemetry interface based on LabVIEW to capture, in real time, the relevant data to the process and make the comparation with the simulation made by the package Simulink, contained in the software Matlab, possible.
Arquivos
AVISO - A consulta a este documento fica condicionada na aceitação das seguintes condições de uso:
Este trabalho é somente para uso privado de atividades de pesquisa e ensino. Não é autorizada sua reprodução para quaisquer fins lucrativos. Esta reserva de direitos abrange todos os dados do documento bem como seu conteúdo. Na utilização ou citação de partes do documento é obrigatório mencionar nome(s) do(s) autor(es) do trabalho.
 
Data de Publicação
2014-08-27
Número de visitas
1862
Número de downloads
2622
Copyright © 2010 Biblioteca Digital de Trabalhos Acadêmicos da USP. Todos os direitos reservados.