Le piattaforme UAV di riferimentoLezione 1CSP@SCUOLAin collaborazionecon ITI FAUSER NOVARAAnno scolastico 2011-2012
Introduzione               •    Oggetto di questa lezione sarà la presentazione di alcune                    piattaforme U...
Mikrokopter: concetti generali               •    Mikrokopter è una architettura modulare basata si schede                ...
Scheda Flight Control               •    É la scheda che implementa il reale controllore di volo dell’UAV                 ...
Scheda Flight Control: interfacce               •    Interfacce disponibili sulla scheda Flight Control:                  ...
Scheda Flight Control: layoutLezione 1: piattaforme UAV di riferimento      6
Scheda NaviCtrl               •    È la scheda che interfaccia e elabora in tempo reale le informazioni                   ...
Funzioni “care-free” e “follow me”               •    Normalmente l’UAV a prescindere dalla configurazione ha un ”lato    ...
Scheda NaviCtrl connessa al modulo GPSLezione 1: piattaforme UAV di riferimento               9
Interconnessione schede Mikrokopter                                                     Modulo GPS                        ...
Schede brushless controller               •    Deve esserne presente una per ciascun motore dell’UAV               •    Lo...
Schede brushless controller: power distribution               board               •    E’ il telaio all’interno del quale ...
Collegamento dei brushless controller alla               scheda FlightCtrrlLezione 1: piattaforme UAV di riferimento      ...
Mikrokopter tool               •    È l’applicativo funzionante su PC utilizzato per:                     – Configurare il...
Mikrokopter tool: interfaccia               •    Menu di configurazione e lettura dati dai sensori di bordo               ...
Mikrokopter tool: navigazione GPS               •    Possibilità di inserire waypoint con:                     – Posizione...
Mikrokopter: link utili    •    http://www.mikrokopter.de/ucwiki/it?action=show&redirect=PaginaPrincipale    •    http://w...
Piattaforma Arducopter               •    Arducopter è un progetto per la realizzazione di un UAV                    quadr...
Ardupilot Mega (1/2)               •    La scheda Ardupilot Mega si divide in due parti:                     – La logica d...
Ardupilot Mega (2/2)               •    Scheda di interfacciamento ai sensori inerziali (IMU)                     – Si col...
Arducopter: caratteristiche chiave               •    Codice completamente free                     – Liberamente scaricab...
Arducopter: link utili               •    http://code.google.com/p/arducopter/               •    http://diydrones.com/pro...
www.csp.it                             rd.csp.it      CSP ICT Innovation      Livio Torrero livio.torrero@csp.it      Regi...
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Csp@scuola uav corso1_lez1

944

Published on

Le piattaforme UAV di riferimento

Published in: Education
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
944
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
38
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Csp@scuola uav corso1_lez1

  1. 1. Le piattaforme UAV di riferimentoLezione 1CSP@SCUOLAin collaborazionecon ITI FAUSER NOVARAAnno scolastico 2011-2012
  2. 2. Introduzione • Oggetto di questa lezione sarà la presentazione di alcune piattaforme UAV da noi ritenute un riferimento o comunque interessanti • Caratteristiche chiave: – Possibilità di adattare l’UAV alle necessità di utilizzo • Cambiare telaio e motori con la stessa logica di controllo – Multicottero a 4, 6, 8 motori – diverse capacità di carico – Possibilità di interagire a basso livello con l’hardware sottostante • Interazione con il controllore • Particolare spazio verrà dato alla piattaforma Mikrokopter – Interessante per versatilità, modularità • Verrà presentata anche la piattaforma ArduCopter – Interessante per economicità, semplicità di programmazione e approccio OpenSourceLezione 1: piattaforme UAV di riferimento 2
  3. 3. Mikrokopter: concetti generali • Mikrokopter è una architettura modulare basata si schede hardware • Le stesse schede possono essere montate su telai differenti con caratteristiche differenti, mantenendo inalterate le funzioni di base • Le schede hardware che compongono la architettura Mikrokopter sono: – Scheda Flight Control (FlightCtrl) – Scheda Navi Control (NaviCtrl) – Schede Brushless Controller (BrlCtrl)Lezione 1: piattaforme UAV di riferimento 3
  4. 4. Scheda Flight Control • É la scheda che implementa il reale controllore di volo dell’UAV – Permette il volo stabile • Utilizza: – Giroscopi su 3 assi • per stabilizzare l’UAV nelle tre direzioni – Accelerometri su 3 assi • Riportano l’UAV a “livello” quando si rilasciano i comandi • L’accelerometro verticale permette di calcolare in tempo reale l’angolo rispetto alla superficie terrestre – Sensore barometrico • Misurando la pressione dell’aria consente di avere una misura dell’altezza • Processore Atmega 644P (8 bit, 20 MHz) • Due porte seriali – “Debug” e telemetria – Scheda di navigazione GPSLezione 1: piattaforme UAV di riferimento 4
  5. 5. Scheda Flight Control: interfacce • Interfacce disponibili sulla scheda Flight Control: – Interfaccia PPM: • Permette la decodifica dei canali radio utilizzati dal telecomando per controllare l’UAV, prima ancora che siano decodificati dal ricevitore radio a corredo del telecomando – Interfaccia I2C: • Permette di interfacciarsi ai controllori di velocità dei motori • Comunicazione ad alta velocità dei comandi elaborati per il controllo in tempo reale del regime dei motori – Interfaccia seriale asincrona • Interfaccia seriale standard utilizzata per la comunicazione con un PC – Interfaccia seriale sincrona • Comunicazione veloce con altri dispositivi • Da e verso scheda di navigazione GPSLezione 1: piattaforme UAV di riferimento 5
  6. 6. Scheda Flight Control: layoutLezione 1: piattaforme UAV di riferimento 6
  7. 7. Scheda NaviCtrl • È la scheda che interfaccia e elabora in tempo reale le informazioni di supporto fornite dal modulo GPS • Integra inoltre un magnetometro a 3 assi – Bussola, che permette di individuare l’inclinazione dell’UAV rispetto agli assi polari • Collegata alla scheda FlightCtrl attraverso l’interfaccia ISP • In particolare fornisce le seguenti funzioni: – Position hold – Navigazione a waypoint – “come home” • L’UAV ritorna automaticamente alla posizione dove è stato eseguito il primo fix GPS – Modalità carefree – Modalità follow meLezione 1: piattaforme UAV di riferimento 7
  8. 8. Funzioni “care-free” e “follow me” • Normalmente l’UAV a prescindere dalla configurazione ha un ”lato anteriore” – Quadricotteri, esacotteri o ottocotteri hanno “motori anteriori” • Con la funzione care free, il magnetometro indica il verso anteriore – L’UAV può girare su se stesso durante il volo • Yaw • Può disorientare piloti inesperti – A prescindere da come è orientato l’UAV, spingendo lo stick di controllo in direzione “avanti” l’UAV si muove nella direzione in cui erano orientati i motori anteriori al decollo • La funzione “follow-me” permette di seguire una qualsiasi unità mobile dotata di GPS – L’UAV può seguire continuamente il “follow me” transmitter, ovvero un modulo dotato di GPS che manda la sua posizione all’UAVLezione 1: piattaforme UAV di riferimento 8
  9. 9. Scheda NaviCtrl connessa al modulo GPSLezione 1: piattaforme UAV di riferimento 9
  10. 10. Interconnessione schede Mikrokopter Modulo GPS Scheda NaviCtrlConnettore Scheda FlightCtrlinterfacciaserialeSincrona traFlightCtrl eNAviCtrlLezione 1: piattaforme UAV di riferimento 10
  11. 11. Schede brushless controller • Deve esserne presente una per ciascun motore dell’UAV • Lo scopo è quello di trasformare i comandi di controllo iviati dalla scheda FlightCtrl in comandi di basso livello per i motori • Comunicazione con la scheda FlightCtrl attraverso l’interfaccia I2C • Basate su controllore Atmega8Lezione 1: piattaforme UAV di riferimento 11
  12. 12. Schede brushless controller: power distribution board • E’ il telaio all’interno del quale sono montati i controllori brushless. – Semplifica i cablaggi e permette l’installazione dei controllori a bordo UAV • Esempio per UAV a 6 motori:Lezione 1: piattaforme UAV di riferimento 12
  13. 13. Collegamento dei brushless controller alla scheda FlightCtrrlLezione 1: piattaforme UAV di riferimento 13
  14. 14. Mikrokopter tool • È l’applicativo funzionante su PC utilizzato per: – Configurare il Mikrokopter – Leggere la telemetria – Configurare i waypoint per la navigazione automatica con il GPS • Richiede una comunicazione seriale verso il Mikrokopter – Tramite opprtuni dispositivi radio (Xbee) è possibile rendere il canale seriale wireless – In assenza di tali dispositivi si dovrà usare un cavo USB • Waypoint precaricati prima del decollo • Impossibile leggere la telemetria in volo!Lezione 1: piattaforme UAV di riferimento 14
  15. 15. Mikrokopter tool: interfaccia • Menu di configurazione e lettura dati dai sensori di bordo – Pannello di defaultLezione 1: piattaforme UAV di riferimento 15
  16. 16. Mikrokopter tool: navigazione GPS • Possibilità di inserire waypoint con: – Posizione (latitiudine, longitudine) – Altezza (dal punto di decollo) – Precisione (raggio all’interno del quale il waypoint è raggiunto) – Tempo di stazionamento – Azione (se per esempio è installata una macchina fotografica) – Velocità di raggiungimento del puntoLezione 1: piattaforme UAV di riferimento 16
  17. 17. Mikrokopter: link utili • http://www.mikrokopter.de/ucwiki/it?action=show&redirect=PaginaPrincipale • http://www.mikrokopter.us/index.php?action=forum • http://www.baronerosso.it/forum/modelli-multirotori/196021-mikrokopter.html • http://www.4copter.com/joom/index.php?option=com_content&view=article&i d=51%3Amikrokopter-per-principianti&catid=31%3Amontaggio-e-consigli-per- cominciare&Itemid=41 • http://www.youtube.com/user/MikroKopterHolgerLezione 1: piattaforme UAV di riferimento 17
  18. 18. Piattaforma Arducopter • Arducopter è un progetto per la realizzazione di un UAV quadricottero o elicottero basato sul controllore Ardupilot • Supporto per navigazione GPSLezione 1: piattaforme UAV di riferimento 18
  19. 19. Ardupilot Mega (1/2) • La scheda Ardupilot Mega si divide in due parti: – La logica di controllo vera e propria, o main board – L’interfaccia per la logica di controllo inerziale • Main board: – Basata sul processore Atmega 1280 (16MHz) – 4 porte seiali – Connettore a 6 pin per interfacciamento a modulo GPS – RAM 8 KBLezione 1: piattaforme UAV di riferimento 19
  20. 20. Ardupilot Mega (2/2) • Scheda di interfacciamento ai sensori inerziali (IMU) – Si collega alla main board con un connettore dedicato – Giroscopio a 3 assi – Accelerometro a 3 assi – Sensore di pressione barometrico integrato (controllo altezza)Lezione 1: piattaforme UAV di riferimento 20
  21. 21. Arducopter: caratteristiche chiave • Codice completamente free – Liberamente scaricabile e modificabile – Modificabile in ogni sua parte • Si programma e sviluppa con ambiente Arduino – Semplice • Ancora acerbo?Lezione 1: piattaforme UAV di riferimento 21
  22. 22. Arducopter: link utili • http://code.google.com/p/arducopter/ • http://diydrones.com/profiles/blogs/announcing-arducopter-the • http://diydrones.com/profiles/blog/show?id=705844%3ABlogPost %3A44814 • http://code.google.com/p/ardupilot-mega/Lezione 1: piattaforme UAV di riferimento 22
  23. 23. www.csp.it rd.csp.it CSP ICT Innovation Livio Torrero livio.torrero@csp.it Registered and Central Offices Environment Park - Laboratori A1 via Livorno 60 - 10144 Torino Tel +39 011 4815111 Fax +39 011 4815001 E-mail: marketing@csp.itLezione 1: piattaforme UAV di riferimento 23
  1. A particular slide catching your eye?

    Clipping is a handy way to collect important slides you want to go back to later.

×