Regisztráció és bejelentkezés

Drónirányítási lehetőségek bővítése microcontrollerrel

Drónirányítási lehetőségek kibővítése microcontrollerrel

Kocsis Péter Koppány BSc II. évf.

e-mail: peti0510@gmail.com

Konzulens: Dr. Ekler Péter, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

e-mail: ekler.peter@aut.bme.hu

A dolgozatomban szeretném bemutatni a kutatási és tervezési munkám eredményét, amelyben egy drón irányítását valósítottam meg giroszkóp segítségével. Manapság a drónok, vagy más néven quadcopterek egyre jobban elterjedtek, a szórakoztató funkcióik mellett egyre nagyobb szerepet kapnak az iparban is. Egyszerű felépítése és stabil működése során képes egy helyben is lebegni. Így az irányítása sokkal pontosabb és egyszerűbb lehet, mint a hozzá hasonló repülni képes modelleké. Olyan helyekre is eljuthat, ahova eddig más modell nem.

Alapvető igazság, hogy a pontosabb irányíthatóság óriási előnyt jelent a tudomány bármely területén. Emiatt tűztem ki a kutatási projektem céljának, hogy létrehozzak egy precízebb, test közelibb irányítási módot, mely még nagyobb élményt és még több funkcionalitást nyújt. A fő szempontok a konfigurálhatóság, az egyszerűség és az alacsony költségek voltak. Ezek alapján jutottam arra, hogy egy létező terméket kötök össze egy microcontrollerrel, mely így bármilyen hozzákapcsolt érzékelő jelei alapján képessé válik a drón irányítására. Mivel célom volt a testközeli irányítás, ezért döntöttem két általános IMU szenzor mellett, melyeket a kézfejre erősítve, a különböző irányú megdöntéseikkel válhat valóra a vezérlés. Így a futó programtól függően nyújt repülésszerű élményt.

A megvalósításhoz külföldről rendeltem egy kisméretű, egyszerű és olcsó, FQ777-124 típusú drónt, valamint egy Arduino Nano microcontrollert választottam a vezérléshez. Az Arduino rendszer fő előnyei az egyszerű használat, a kedvező ár és jó konfigurálhatóság, mivel széles választékot nyújt a kompatibilis szenzorok terén. Az Arduino Nano az egyik legkisebb alaplap, azonban a teljesítménye hasonló más típusokéhoz és megfelelő számú ki- és bemenettel rendelkezik a projektemhez. A drón irányításának megváltoztatásához a hozzá tartozó távirányítót megvizsgáltam és műszeres méréseim alapján módosítottam úgy, hogy rá lehessen csatlakoztatni a microcontrollert. A projekt során nagyon fontosnak tartottam, hogy azzal, hogy a microcontrollerrel irányíthassak, ne vegyem el azt a lehetőséget, hogy a távirányító normál módon is működhessen. Ezért RJ-45-ös csatlakozókat szereltem a távirányítóra, melyeket megfelelő módon kötve újra használhatóvá válik a távirányító. A precizitás alapfeltétele a minél pontosabb mérés. Ennek érdekében a pontos dőlésszögeket a két MPU6050 típusú, hattengelyű (giroszkóp és gyorsulásmérő) szenzor által mért durva értékeket elemezve, a mérési hibák beleszámításával, Kálmán-szűréssel becsültem. A végeredményként kapott vezérlést kiértékelve, olyan irányítási precizitást kaptam, mely legnagyobb mértékben a programkódtól függ.

Személy szerint kifejezetten rajongok a repülésért, a repülés élményéért. Innen eredt az az ötletem, hogy olyan érzetet keltsek biztonságos és egyszerű keretek között, mint a repülés valós közegben. Ennek az első lépése a mozgásgesztusok felismerése, amivel egy repülő egység (pl. egy drón) irányíthatóvá válik. További céljaim között szerepel a vezeték nélküli kapcsolat létrehozása az érzékelők és a vezérlő között, illetve egy megfelelő kamerarendszernek a drónba építése révén, kiterjesztett valóság alapú szemüveg használatával átadni a felhasználónak a világot a drón szemszögéből.

szerző

  • Kocsis Péter Koppány
    Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
    alapképzés (BA/BSc)

konzulens

  • Dr. Ekler Péter
    Adjunktus, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék