Trabalho de Conclusão de Curso
Documento
Autoria
Unidade da USP
Data de Apresentação
Orientador
Banca
Magalhães, Daniel Varela
Silva, Maíra Martins da
Título em Português
Desenvolvimento de um sistema de comunicação sem fio em tempo real com o controlador de voo de um multirrotor
Palavras-chave em Português
SARP
Multirotor
Comunicação sem fio
Controlador de voo
Resumo em Português
Nos últimos anos a tecnologia de Sistemas de Aeronaves Remotamente Pilotadas (SARPs) tem se mostrado progressivamente mais presente em iniciativas inovadoras para detecção, análise e monitoramento, tanto no campo militar como em áreas ligadas a economia, como agricultura e pecuária. Grande parte destas novas aeronaves, especificamente as de pequeno porte, são multirrotores: aeronaves de asas rotativas com dois ou mais motores. Usualmente, quando se tratando de um modelo de um aeroplano ou barco, o piloto tem precisão de controle sobre o motor, no qual um aumento no acelerador se traduz em um aumento proporcional de RPM. A diferença de multirrotores é o fato de ser muito difícil de um ser humano ser capaz de controlar a velocidade de rotação de três ou mais motores simultaneamente com precisão suficiente para estabilizar a aeronave no ar. É nesta parte que se torna desejável a presença de um controlador de voo para estabilizar a aeronave. Este é constituído de uma placa de circuito impresso, contendo um processador e dispositivos eletrônicos como sensores e transmissores, e um software de complexidade variável. Sua função é controlar a rotação de cada motor em resposta aos comandos solicitados pelo usuário, em um esquema do tipo “fly-by-wire”. Este trabalho tem como objetivo estudar e alterar o software do controlador ArduPilot de maneira a possibilitar que um sistema de comunicação sem fio em tempo real possa operar entre uma estação de solo e um multirrotor. O sistema será formado por um hexacóptero, um controlador de voo fixado na própria aeronave e um módulo de telemetria conectado em ambos os sistemas (multirrotor e base de solo). O controlador de voo será baseado em uma placa ArduPilot e se comunicará através do módulo de telemetria de frequência 433 MHz e com capacidade de transmitir dados até 250 kbps. Será desenvolvido também um software de controle que deve ser executado na estação de base e ser capaz de comandar remotamente a aeronave, transmitindo novas rotas de navegação e missões para o robô. Esse trabalho deve viabilizar uma interface de controle remoto que deverá possibilitar trabalhos futuros utilizando técnicas de inteligência artificial como inteligência de enxames e algoritmos evolutivos para controlar sistemas multirrobos.
Título em Inglês
Design of a real time wireless communication system using the flight controller of a multirotor
Palavras-chave em Inglês
Wireless communication
Flight controller
Resumo em Inglês
In recent years the technology of Remotely Piloted Aircraft System (RPAS) has been progressively more present in innovative initiatives for detection, analysis and monitoring, both in the military field and in areas related to economy, such as agriculture and livestock. Most of these new aircrafts, especially small ones, are multirotors: rotary-wing aircraft with two or more engines. Usually, in the case of a model of an airplane or ship, the pilot has control accuracy of the engine, in which an increase in the accelerator is translated into a proportional increase of RPM. The difference in multirotors is that it is very difficult for a human to be able to control the rotation speed of three or more motors simultaneously with sufficient precision to stabilize the aircraft in the air. Here is where it is desirable the presence of a flight controller to stabilize the aircraft. The flight controller consists of a printed circuit board containing a processor and electronic devices such as sensors and transmitters and a variable complexity software. Its function is to control the rotation of each motor in response to commands requested by the user in a scheme fly-by-wire. This work aims to study and change the ArduPilot driver software in order to enable a wireless communication system in real time between a ground station and multirotor. The system is formed by a hexacopter, a flight controller fixed on the aircraft itself and a telemetry module connected on both systems (multirotor and ground station). The flight controller is based on an ArduPilot card and it will communicate via the telemetry module, which its frequency is 433 MHz and it is capable of transmitting data up to 250 kbps. It will also be developed a control software, which it will be executed on the ground station and it will be able to remotely control the aircraft by passing new shipping routes and missions to the robot. This work should enable a remote control interface that should enable future work using artificial intelligence techniques as swarm intelligence and evolutionary algorithms to control multirobot systems.
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Data de Publicação
2017-09-05
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