Automated landing of a quadrotor Unmanned Aerial Vehicle on a translating platform
Paul Daniel Stefanus Moller · SUNScholar (Stellenbosch University) · 2015
In hierdie tesis word die ontwerp, implementering en praktiese toetsing aangebied van 'n outomatiese landingstelsel wat verantwoordelik is vir die landing van 'n vierrotor-onbemande vliegtuig op 'n bewegende platform.Die doelwit van die stelsel was om die vierrotor wat in die projek genaamd "Surface Launched Aerial Decoy electric"(SLADe) gebruik is, outonoom op die dek van 'n bewegende skip te land.Die vierrotor, wat in sy geheel in die Universiteit Stellenbosch se Elektroniese Stelselslaboratorium ontwerp is, het ten volle outonome vlugvermoë en 'n loonvrag-drakapasiteit van 6 kg.Hierdie tesis konsentreer spesifiek op die translasionele beweging van die skipdek, en nie die rol-, hei-of dein-bewegings nie.Die doelwit van die projek is suksesvol bereik deur aanpassings te maak aan die vierrotor se vlugbeheerstelsel asook aan die Differensiële Globale Posisioneringstelsel-waarnemingsmetode van die platform en die onbemande vliegtuig, en deur die implementering van 'n toestandsmasjien wat die vliegtuig deur die outomatiese landingsprosedure kon lei.Die vlugbeheerstelsel van die onbemande vliegtuig is deeglik ontleed, en tekortkominge in die beheerstelsel van die projek is geïdentifiseer.Die vlugbeheerstelsel was nie in staat om 'n bewegende platform te volg met 'n bestendigetoestandsfout van nul nie, en het 'n gebrek aan steuringsverwerping getoon.Die tekortkominge is aangespreek deur die argitektuur aan te pas en die bandwydte te verhoog van die beheerlusse wat verantwoordelik is vir die horisontale snelheid en horisontale posisiebeheer van die onbemande vliegtuig.'n Fundamentele verandering is aan die vliegtuig se posisiewaarnemingsmetode aangebring om die DGPSvermoë van die voertuig uit te brei.Die DGPS, wat deur Novatel vervaardig word, is aangepas om relatiewe posisiemetings met sentimetervlak-akkuraatheid te kan voorsien tussen die platform en die onbemande vliegtuig.Die aanpassings het die akkurate beheer van die posisie van die onbemande vliegtuig relatief tot die bewegende platform moontlik gemaak.'n Toestandsmasjien is geïmplementeer om die vierrotor veilig deur die landingsprosedure te lei.Die toestandsmasjien bestaan uit vier opeenvolgende toestande, en inkorporeer verskeie veiligheidstoetse om te verseker dat die vierrotor veilig binne die vereiste grense land.Die vierrotor het suksesvol outonome landings op 'n translerende platform uitgevoer teen 10, 20 en 30 km/h, en het binne 36 cm van die aangewese landingsmerk neergestryk.