Ανάπτυξη συστήματος ρομποτικής πλοήγησης αυτόνομου μικρού αερομοντέλου.

Abstract

Πρόκειται για ένα σύστημα το οποίο έχει τη δυνατότητα να πλοηγηθεί αυτόνομα σε ένα χώρο μεγάλης απόστασης, πάνω σε μια προϋπολογισμένη πορεία. Στόχος της εργασίας είναι η σταθεροποίηση ενός μοντέλου αεροπλάνου πάνω στη πορεία αυτή, κάτι που προϋποθέτει τον ακριβή έλεγχο βάσει των αισθητηρίων οργάνων. Ο έλεγχος της θέσης του αερομοντέλου γίνεται με χρήση του G.P.S. όπου ένα σύμπλεγμα 24 δορυφόρων μας δίνει τη δυνατότητα με την βοήθεια ενός δέκτη να γνωρίζουμε την θέση μας πάνω στη γη με ακρίβεια 20 m. Επίσης γίνεται χρήση ηλεκτρονικής πυξίδας με την οποία μπορούμε να γνωρίζουμε ανά πάσα στιγμή την κατεύθυνση του αερομοντέλου. Αυτές οι πληροφορίες συλλέγονται μέσω πρωτοκόλλων (Serial, I2C) σε ένα κεντρικό μικροεπεξεργαστή, προγραμματισμένος σε γλώσσα προγραμματισμού C, ο οποίος είναι υπεύθυνος για τον υπολογισμό θέσης, τις αποφάσεις και τον έλεγχο του συστήματος. Το αερομοντέλο που χρησιμοποιήθηκε διαθέτει πομπό και δέκτη RF για την τηλεκατεύθυνσή του. Για τους σκοπούς της εργασίας υλοποιήθηκε σύστημα με το οποίο γίνεται δυνατή η μεταγωγή της ρομποτικής κατάστασης σε τηλεκατευθυνόμενη και εναλλάξ. Στο σύστημα επίσης προστέθηκε διεπαφή σύνδεσης με υπολογιστή με την οποία είμαστε σε θέση να προγραμματίσουμε νέα, κάθε φορά, πορεία, αλλά και να λάβουμε διάφορες πληροφορίες που συλλέγονται κατά την πτήση. Ειδικό λογισμικό κατασκευασμένο σε γλώσσα προγραμματισμού Visual Basic αναλαμβάνει την επικοινωνία αυτή μέσω σειριακής σύνδεσης με το αερομοντέλο όταν αυτό βρίσκεται στο έδαφος. Λόγω της πολυπλοκότητας του χειρισμού που χρειάζεται ένα αεροπλάνο κατά την προσγείωση και την απογείωσή του, στην εργασία αυτή δεν αναπτύχθηκε ρομποτικός έλεγχος κατά τις καταστάσεις αυτές. Το αερομοντέλο είναι σε θέση να ακολουθήσει πορεία οδηγούμενο από συντεταγμένες αφού αυτό βρεθεί εν πτήση. Απογείωση και προσγείωση γίνονται χειροκίνητα μέσω της τηλεκατεύθυνσης και του συστήματος εναλλαγής και πάντα κάτω από τα χέρια ενός έμπειρου αερομοντελιστή.

It is a system which has the ability of an autonomously flight in a space of big distance, on an assigned course. Objective of that project is the stabilisation of a model plane on this course, something that presupposes the precise control based on the sensors. The control of positioning becomes with use of G.P.S. where a cluster of 24 satellites gives us the ability with the help of receptor of knowing our position on the ground with precision 20 m. Also utilized an electronic compass with which we can know any time the direction of the air-model. Those information is collected via protocols (Serial, I2C) in a central microprocessor programmed in C language, where the calculation of position and the decisions and the control of system are taking place. The air-model that was used it allocates RF transmitter and receptor. For the aims of this work was materialised a system with which becomes possible the switching of robotics situation in the remote-controlled and alternately. In the system also was added contact of connection with computer with which we can program new course each time and to receive various information that is collected during the flight. The computational software in the computer developed in Visual Basic language and undertakes this communication via serial connection with the airplane when this is found in ground. Because the complexity of handling that needs a plane at the landing and his take off, in this work was not developed autonomous control at these situations. The air-model has the ability to follow the course from coordinates after this is found flight. Take off and landing become always manually via the remote controlling and under the hands of one experienced model pilot.