Desenvolvimento de um VeÃculo AÃ©reo NÃ£o-Tripulado - LARA ...

More documents

Recommendations

Info

Levanto em conta todos os requisitos e a experiência prévia dos projetistas, a escolha mais interessante parece ser a utilização computer on module (COM) baseado em um system on chip (SOC) ARM, como o OMAP3. No LARA, a plataforma embarcada com dimensões reduzidas e alta capacidade de processamento normalmente utilizada é o Gumstix Overo (Figura 3.12). A plataforma Gumstix consiste em utilizar um módulo de processamento (Gumstix Overo Water COM) e um módulo de expansão, que faz a alimentação e expõe os pinos do módulo. Figura 3.12: Gumstix Overo Water O Gumstix Overo 2 Water conta com um núcleo Texas Instrument’s OMAP3530, baseado em um ARM Cortex A-8, operando a 720 MHz, um DSP, 512 MB de memória flash e 512 MB de memória RAM [23, 24]. Ele também conta com ponto flutuante em hardware, o que é pouco comum nesse tipo de dispositivo. A placa tem 58 mm por 17 mm, que é ideal dado o tamanho dos stacks. A expansão de memória pode ser feita através de um cartão do MicroSD. Como módulo de expansão, a escolha lógica foi a Gumstix Pinto-TH, que disponibiliza um conversor DC-DC e os pinos do processador OMAP3530 em uma placa estilo DIP [25]. Esse módulo tem um consumo muito baixo de energia e um tamanho muito reduzido. Para testes e desenvolvimento, o módulo foi o Gumstix Summit, que conta com conversor USB-serial e saída HDMI. Vale ressaltar que todos os módulos de expansão são open-source, ou seja, todos os esquemáticos e arquivos para fabricação estão disponíveis, o que facilitou a integração com o hardware existente. A principal vantagem da escolha desse módulo foi o uso do ambiente Linux embarcado bem documentado com uma grande comunidade para fornecer suporte. 2 Os nomes utilizados pelo Gumstix são de origem equina. No caso, Overo e Pinto se referem as colorações de cavalos. 34
3.5.4 Módulos de processamento auxiliar A existência de um grande número de sensores e outros dispositivos com vários níveis lógicos e protocolos diferentes torna necessário o uso de dispositivos auxiliares para facilitar o processo de aquisição e processamento. Dessa forma, voltando ao requisito de tempo de desenvolvimento, esses dispositivos deveriam já ser dominados pelos autores, a fim de evitar uma grande curva de aprendizado. Dois dispositivos se destacaram: a série de microcontroladores Atmel AVR [26], e os microcontroladores baseados em núcleos ARM7, em especial o NXP LPC2148 [27]. A família Atmel AVR é uma das preferidas no LARA, devido a sua robustez, quantidade de periféricos e simplicidade na programação. Em geral, os AVRs são microcontroladores de 8 bits com timers, conversores A/D, UART e portas SPI e I 2 C [26]. A principal vantagem é o seu circuito de referência simples e facilidade de programação. Esses dispositivos operam em uma frequência entre 8-16 MHz. O Atmel AVR ATMega 328P já está instalado na Sparkfun Razor IMU. Já o NXP LPC2148 é um microcontrolador de 32 bits baseado no núcleo ARM7. Normalmente, ele opera em torno de 60 MHz, e conta com mais dispositivos e pinos que os dispositivos da família Atmel AVR. A principal vantagem desse dispositivo, além de sua velocidade, é a possibilidade de utilizar um sistema operacional em tempo real, tal como o FreeRTOS. Os circuitos de referência dos AVRs já são dominados pelo equipe do LARA, logo, esses dispositivos podem ser integrados diretamente no projeto elétrico. O circuito de referência do LPC2148 já é um pouco mais complexo, pois envolve circuitos proteção da programadora (JTAG), alimentação em diversos níveis lógicos e circuitos de PLL, o que tornou a opção de comprar um módulo interessante. O módulo mais apropriado para essa aplicação foi o Olimex LPC-H2148 [28] (Figura 3.13), que conta como todos os circuitos auxiliares e disponibiliza todos os pinos através de conectores padronizados com 0,1 polegada de espaçamento. Esse módulo, além de ser extremamente simples e de fácil compreensão, tem todos os esquemáticos disponíveis e é comercializado pela Sparkfun. Figura 3.13: Olimex LPC-H2148 35
Page 1:
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO DES
Page 5:
FICHA CATALOGRÁFICA CAVALCANTI, FE
Page 9 and 10: Agradecimentos É essa talvez a par
Page 11: RESUMO Esse trabalho apresenta o de
Page 14 and 15: 4.8 Módulo de Processamento Princi
Page 16 and 17: 3.22 Circuito de monitoramento de t
Page 18 and 19: 7.40 Velocidade P identificada.....
Page 20 and 21: III.13Parâmetros de calibração p
Page 22 and 23: Subscritos ω f (k) Referente à me
Page 24 and 25: UART UAV UKF UnB USB VANT WGS WMM X
Page 26 and 27: Figura 1.1: General Atomics MQ-1 Pr
Page 28 and 29: Com isso em mente, a proposta desse
Page 31 and 32: Capítulo 2 Fundamentação Teóric
Page 33 and 34: 2.3.2 Latitude, Longitude, Altitude
Page 35 and 36: o sistema de (ox 3 , oy 3 , oz 3 )
Page 37 and 38: Os ângulos de Euler também podem
Page 39 and 40: cima, causando uma diferença de pr
Page 41 and 42: 2.8 Nomenclatura Aileron - Superfí
Page 43 and 44: Capítulo 3 Hardware “Hardware: t
Page 45 and 46: O sistema também deve ser integrad
Page 47 and 48: Profundor Leme Aileron Espaço para
Page 49 and 50: Figura 3.5: Bateria Yuntong 3S YT78
Page 51 and 52: do projeto elétrico, pois boa part
Page 53 and 54: padronizados. Basicamente, os fabri
Page 55 and 56: Figura 3.10: Sparkfun Electronics 9
Page 57: Figura 3.11: GPS NovAtel SUPERSTAR
Page 61 and 62: Parâmetro Tipo de sensor Saída Fa
Page 63 and 64: Para essa medida, a decisão foi de
Page 65 and 66: Os conversores analógicos/digitais
Page 67 and 68: Processamento”. Os conectores e c
Page 69 and 70: Com base na experiência do LARA, o
Page 71 and 72: a5 PIC901 PIC902 COC9 C9 10uF 3 1 P
Page 73 and 74: I sensor = V max = 13, 2 = 126, 92
Page 75 and 76: servos, gera os sinais para os serv
Page 77 and 78: COC12 C12 COU5 Cap 15 16 100nF PIU5
Page 79 and 80: C = 330 nF (3.29) f c = 1 2πRC = 4
Page 81 and 82: Girômetro LY530ALH Girômetro LPR5
Page 83 and 84: Figura 3.34: Central Inercial Spark
Page 85 and 86: Figura 3.36: Módulo de sincronismo
Page 87 and 88: Figura 3.39: Ilustração do módul
Page 89 and 90: Figura 3.43: Aeronave instrumentada
Page 91 and 92: Capítulo 4 Software “Any fool ca
Page 93 and 94: dos módulos, permitindo inclusive
Page 95 and 96: Modem Digi XBee- PRO PC (HMM) Micro
Page 97 and 98: Requisição de dados Recebimento d
Page 99 and 100: 1 ms 20 ms Tamanho variável (0 - 1
Page 101 and 102: o escalonador é feito para atender
Page 103 and 104: período de amostragem. 4.8.1 Siste
Page 105 and 106: Modelo Magnético da Terra WMM 2010
Page 107 and 108: MATLAB. Com essa abordagem em mente
Page 109 and 110:
Capítulo 5 Estimação “Torture
Page 111 and 112:
Vale lembrar que na teoria o GPS n
Page 113 and 114:
Recentemente, o mercado vem sido in
Page 115 and 116:
onde: • P b : Pressão de referê
Page 117 and 118:
5.2.8 Modelo Magnético da Terra O
Page 119 and 120:
Para obter a medida de velocidade,
Page 121 and 122:
5.4 Estimação de Atitude Determin
Page 123 and 124:
i = u j = u × v |u × v| k = i ×
Page 125 and 126:
espectivamente. Outro parâmetro as
Page 127 and 128:
eferenciais para a gravidade e para
Page 129 and 130:
medidas estão diretamente relacion
Page 131 and 132:
⎡ ⎤ 0 ω x ω y ω z −ω x 0
Page 133 and 134:
Linearização do modelo ( ) x (k)
Page 135 and 136:
Algoritmo 1 Fusão Sensorial GPS/IM
Page 137 and 138:
Capítulo 6 Identificação “Be s
Page 139 and 140:
estocásticos, levam em consideraç
Page 141 and 142:
A(q) = 1 − a 1 q −1 − ... −
Page 143 and 144:
6.3.3 Caixa Branca Sobre o conhecim
Page 145 and 146:
y 1 = f(x 1 , θ) (6.8) y 2 = f(x 2
Page 147 and 148:
Quanto à polarização, o método
Page 149 and 150:
O modelo longitudinal restringe o m
Page 151 and 152:
Rolagem MTD P Arfagem MTD U Figura
Page 153 and 154:
à presença da realimentação. E
Page 155 and 156:
Porém como são muitos parâmetros
Page 157 and 158:
de desacoplar alguns conjuntos de e
Page 159 and 160:
TORNADO CALCULATION RESULTS, Deriva
Page 161 and 162:
saída, essa componente existirá n
Page 163:
controlador será sintonizado de ac
Page 166 and 167:
sicamente, o procedimento foi fazer
Page 168 and 169:
necessidades do projeto. Do ponto d
Page 170 and 171:
Figura 7.4: Aeronave pronta para o
Page 172 and 173:
Altitude (m) 80 70 60 50 40 30 20 1
Page 174 and 175:
EKF mostrava a mesma variância em
Page 176 and 177:
x (north, m) y (east, m) z (down, m
Page 178 and 179:
vx (m/s) 20 10 0 -10 Velocidade (V
Page 180 and 181:
Vel V - m/s Vel P - rad/s Vel R - r
Page 182 and 183:
Para validação utilizamos pontos
Page 184 and 185:
Comparação das velocidade U real
Page 186 and 187:
7.5.3 Experimento 3 - Real malha ab
Page 188 and 189:
provoca rotação no eixo Z e uma m
Page 190 and 191:
Comparação das velocidade U real
Page 192 and 193:
Velocidade V - m/s 8 6 4 2 0 -2 -4
Page 194 and 195:
Comparação das velocidade R real
Page 196 and 197:
A fim de manter o voo dentro da fai
Page 198 and 199:
Comparação das velocidade P real
Page 200 and 201:
Comparação do Angulo θ com os id
Page 202 and 203:
modelo completo com todos os parâm
Page 204 and 205:
Esse trabalho também contribui no
Page 207 and 208:
Referências Bibliográficas [1] B
Page 209 and 210:
[31] VTI TECHNLOGIES. SCP1000 Serie
Page 211 and 212:
[62] GEBRE-EGZIABHER, D. et al. A n
Page 213:
ANEXOS 189
Page 216 and 217:
I.2.2 IMU Sparkfun 9DOF • Remoç
Page 218 and 219:
1 2 3 4 5 6 COJ1 1 2 3 4 PIJ104 GPS
Page 220 and 221:
ANU Project a Radio Stack Rev. B1 a
Page 222 and 223:
(a) Face superior (b) Face inferior
Page 224 and 225:
1 2 3 4 5 6 ANU Project a Gumstix S
Page 226 and 227:
1 2 3 4 5 6 COU1 LPC_TX PIU101 P0.0
Page 228 and 229:
1 2 3 4 +5 J1 +5 J3 A +5 A +5 1 R1
Page 231 and 232:
III. PARÂMETROS DE CALIBRAÇÃO Es
Page 233 and 234:
Magnetômetros Forma de Calibraçã
Page 235:
Tubo de Pitot Forma de Calibração
show all

Desenvolvimento de um VeÃ­culo AÃ©reo NÃ£o-Tripulado - LARA ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?

Desenvolvimento de um VeÃculo AÃ©reo NÃ£o-Tripulado - LARA ...