Sistema de enlace robusto para la teleoperación de un UAV (vehículo aéreo no tripulado) en la plataforma robótica ARGOS
Author
Crespo Quirós, GuadalupeEntity
UAM. Departamento de Tecnología Electrónica y de las ComunicacionesDate
2015-01Subjects
Telemetría; Robótica; TelecomunicacionesEsta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.
Abstract
Este proyecto consiste en la creación de un sistema de teleoperación para un UAV de tipo cuadricóptero.
Para ello se diseñan los enlaces inalámbricos para la transmisión de señal de vídeo y de datos, para lo cual se ha estudiado la amplia oferta de módulos disponibles en el mercado y se ha seleccionado el conjunto adecuado para la fase de desarrollo inicial del proyecto.
El sistema de transmisión de vídeo consiste en dos enlaces separados capaces de trabajar a la vez gracias al uso de antenas con polarizaciones ortogonales en cada uno de los enlaces. De esta forma, el UAV podrá ir equipado con dos cámaras de vídeo y transmitir ambas señales de forma simultánea.
El enlace de datos se implementa utilizando dos módulos XBee, que se configuran para establecer una comunicación bidireccional entre el UAV y la estación base. Para conseguir un control fiable se ha utiliza el protocolo de comunicación MAVLink.
Se ha seleccionado un controlador de vuelo (autopilot) comercial, llamado Pixhawk, que utiliza este mismo sistema para transmisión de la telemetría a la estación base el cual se adapta para conseguir que también interprete las órdenes de control utilizando el mismo protocolo. Se realiza un estudio de su arquitectura software y se describen sus módulos principales de manera que se hace posible la intervención dentro del código fuente para agregar/modificar funcionalidades según lo requiera el proyecto. Se implementa un conjunto de modificaciones que permite sustituir el control remoto de la aeronave basado en un mando RC comercial estándar por un mando digital conectado al ordenador en la estación base, abriendo la posibilidad de comunicación de comandos de vuelo generados automáticamente en la estación base. Además se crea una aplicación para enviar las acciones del operario sobre el control de vuelo desde la estación base. This project involves the creation of a teleoperation system of quadcopter type UAV.
Two wireless links are designed for transmitting video signal and data, it is studied a wide range of modules available in the market and it is selected the right set for the initial development phase of the project.
The video transmission system consists of two different links which can work together avoiding interferences by using orthogonal polarization each other. Thus, the UAV can be equipped with two video cameras and transmit both signals simultaneously.
The data link is implemented by using two XBee modules configured to provide bidirectional communication between the UAV and the base station. MAVLink communication protocol is used to achieve reliable control link.
It is selected a commercial autopilot, called Pixhawk, which use MAVLink communication protocol to transmit telemetry to the base station. It is adapted to ensure that the autopilot also interprets control commands using the same protocol. A study of its software architecture is performed and its main modules are described so that intervention is possible within the source code to add or modify functionality as required by the project. It is implemented a set of modifications that allows replacing the aircraft remote control based on a standard commercial RC remote controller by a digital joystick connected to the base station computer. This makes possible sending control commands automatically generated in the base station. Furthermore, a control application is created to send control commands from the base station.
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