Nepilotuojamų orlaivių padėties nustatymo sistemos su ultragarsiniais jutikliais kūrimas ir tyrimas

Abstract

Tikslus padėties ir koordinačių nustatymas yra svarbus visiems autonominiams robotams. Šio darbo tikslas yra sukurti padėties nustatymo sistemą bepiločiams orlaiviams, kurią būtų galima lengvai suderinti su rinkoje esančiais bepiločių orlaivių modeliais, greitai ir tiksliai rasti bepiločio orlaivio koordinates apibrėžtoje erdvėje. Šiame darbe gilinamasi į vidines navigacijos sistemas ir jų pritaikomumą bepiločiuose orlaiviuose. Apžvelgiami praktikoje taikomų metodų, skirtų objekto pozicijai nustatyti, veikimo principai, jų privalumai ir trūkumai. Taip pat šiame darbe aprašomas sukurtas ultragarsinės padėties nustatymo sistemos matematinis modelis, leidžiantis atlikti skrydžio analizę, kompiuterinėje simuliacijoje testuoti skirtingos mechaninės konstrukcijos ir skirtingus valdymo algoritmus turinčius bepiločius orlaivius. Darbe atliktas sistemos tikslumo ir suderinamumo su populiariausiais rinkoje esančiais bepiločiais orlaiviais eksperimentinis tyrimas. Pabaigoje pateikiami pasiekti įgyvendinto metodo tikslumo rodikliai, privalumai ir trūkumai. Darbą sudaro: įvadas, vietinių padėties nustatymo sistemų ir jose taikomų metodų apžvalga, bepiločių orlaivių veikimo principas ir dinaminis modelis, sukurtos sistemos matematinio modelio aprašymas, eksperimentinis sistemos tyrimas, pasiekti rezultatai, išvados ir literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 50 p. teksto be priedų, 36 pav., 7 lent., 25 literatūros šaltiniai.

Precise measurement of location and coordinates are very important for all autonomous robots. The aim of this thesis is to create a positioning system for unmanned aircraft that can be easily adapted to the markets unmanned aircraft models, quickly and accurately calculate local coordinates of unmanned aircraft within a defined space. At the beginning there was made an analysis of existing internal navigation systems and their application in unmanned aircraft. Also an overview of the methods used in practice to determine the object position, their operating principles, advantages and disadvantages. The paper also describes the developed ultrasonic positioning system, its mathematical model, which allows to carry out an analysis of the system, to test an unmanned aircraft with different mechanical design, and different control algorithms. Also an experiment was made to test system accuracy and compatibility with the unmanned aircraft most popular in the market. At last there are presented characteristics and accuracy of the method researched in this paper, its advantages and disadvantages. Structure: introduction, an overview of local positioning systems and the methods used, unmanned aircraft operating principle and dynamic model by the mathematical model of the system created, the experimental test results, conclusions and references. Scope of work 50 - p. text, 36 fig., 7 tables., 25 references.