Presentazione Tesi di Laurea Triennale

1. Università degli Studi di Trieste
Dipartimento di Ingegneria e Architettura
Corso di Studi in Ingegneria dell’Informazione
Costruzione e Sviluppo in ambiente
STNucleo di un Quadricottero con
Stabilizzazione dell’Assetto
Candidato:
Simone Fini
Relatore:
Prof. Ing. Stefano Marsi
Correlatore:
Prof. Ing. Sergio Carrato

2. Obiettivo della Tesi:
Progettazione, Implementazione e
Assemblaggio del Drone
Lavoro svolto da 2 persone;
Descritto da 2 Tesi di Laurea differenti;
DESCRIVERO’ GLI ASPETTI
CHE MI HANNO COINVOLTO IN
PRIMA PERSONA.

3. Dispositivi Hardware Utilizzati
 Microcontrollore ST-Nucleo
STM32L053R8
 4 Motori Brushless
 4 E.S.C. (Electronic Speed
Controllers)
 MPU6050
 Sensore Infrarosso
3 PROBLEMI
FONDAMENTALI

4. Programmazione degli E.S.C.
 Interfacciamento verso il mondo esterno attraverso suoni emessi
dai motori
 Ad ogni suono corrisponde una funzione
 La programmazione avviene alternando il throttle del pwm da
massimo a minimo
SVILUPPO DI UN SEMPLICE METODO
SOFTWARE INTERFACCIATO ATTRAVERSO LO
USER_BUTTON DELLA SCHEDA

5. Determinazione della Posizione
Spaziale
 Tutti i dispositivi della famiglia MPU60xx sono dotati di
DMP (Digital Motion Processor)
• Approssimazione perfetta tramite uso di algoritmi di elaborazione
avanzati
• Prevenzione del problema di Gimbal Lock
 Implementazione segreta da parte di InvenSense
UTILIZZO DI FILTRI NOTI

6. Filtro Complementare e Filtro di
Kalman
 Complementare:
• Dati accelerometro attraverso Passa Basso
• Dati giroscopio attraverso Passa Alto
 Kalman: procedura matematica ricorsiva
• Stima iniziale angolo (Giroscopio)
• Errore stimato
• Campioni misurati (Accelerometro)

7. …quale scegliere?
-200
-150
-100
-50
0
50
100
0.0 1.2 2.4 3.6 4.8 6.0 7.1 8.3 9.5 10.7 11.9 13.1 14.3 15.5 16.7 17.9 19.0
First Kalman vs Complementary Filters Simulation
Acc_raw Gyro_raw Complementary Kalman Real value

8. …quale scegliere?

9. …quale scegliere?
68
99
40
9
0
20
40
60
80
100
120
1 2
Confronto Complementare vs Kalman
Valori compresi tra +-6° Valori non compresi tra +-6°

10. Controllo Drone Remoto
 Controllo da distanza < 2 o 3 metri
 Bassa probabilità errore dovuto ad interferenze
UTILIZZO TRASMISSIONE INFRAROSSA
SVILUPPANDO UN’APPLICAZIONE
ANDROID

12. Conclusione
 Utilizzate le componenti Hardware riportate precedentemente
 Programmato gli e.s.c. in maniera conforme alle richieste
 Utilizzato Filtro di Kalman per ottenere una misura migliore
degli angoli spaziali
 Sviluppato Applicazione Android in alternativa ad un semplice
Telecomando
…TUTTO CIÒ PER…

13. Grazie per l’attenzione