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UAV_Quad

Ziel dieses Projekts ist die Teilnahme an der Motodrone Challenge 2010.

Also Basis dient ein Mikrokopter Rahmen mit eigener Elektronik und Software. Die Motorregler stammen ebenfalls vom Mikrokopter. Ich habe mich für eine Eigenentwicklung entschieden da mir die Mikrokopter Lösung nicht erweiterbar genug erscheint. Durch meine Erfahrungen mit dem UAV Zabarak hatte ich auch schon eine große Menge Software für den Atmel AT91Sam7. Der ARM Prozessor hat auch genug Rechenleistung um in der Software mit Fließkommazahlen zu arbeiten. Es ist möglich alle Funktionen für einen Autonomen Flug nach GPS Daten in diesem einen Mikrokontroller zu implementieren. Die Bildverarbeitung die für die Lösung der Aufgaben der Motodrone nötig ist soll direckt auf dem Quadrokopter erledigt werden.

Technische Daten

Mikrokpter Rahmen mit 12" Luftschrauben und Roxxy 2827-34 Motoren
Mikrokpter BlCtrl
Atmel AT91SAM7 Arm7 Mikroprozessor für die Lagestabilisierung (100Hz) und GPS Navigation
3+3 Mems Gyros und Beschleunigungssensoren
U-Blox5 GPS Empfänger
Mk3Mag Compass
Ultraschall SRF10 für Höhe über Boden
35MHz ACT PPM Empfänger
Alix 3d3 mit AMD Geode LX800 für Bildverarbeitung und Kommunikation
WLAN

Ich habe mich für große 12" Propeller entschieden da diese einen höheren Wirkungsgrad und damit mehr Schub haben sollten als die 10".

Die Elektronik für den alpha Prototyp.

Die restlichen Komponenten für den Quadrokokpter mit Mikrokopter Rahmen und Motorreglern.

Nach einigen Stunden löten an den Motorreglern und wenigen Stunden Programmieren ist der Erstflug geschafft. Der Erstflug war nicht komplett autonom sondern mit einer Fernsteuerung. Für den Erstflug wurde eine einfacher P-Regler für die Drehgeschwindigkeiten Implementiert. Die erste Erkenntins war das der Faktor für die Rotation um die Z-Achse etwa um den Faktor 3 höher sein muss als für die anderen beiden Achsen.

Das Prozessor Board für die on-board Bildverarbeitung(PC-Engines Alix).

Als Kamera kommt eine Analoge Farb-Platinenkamera zum Einsatz. Das Kamerabild wird direkt auf dem Quadrokopter verarbeitet.

Jetzt sind alle Komponenten montiert. Das Abfluggewicht beträgt jetzt 1.2kg. Linux ist Installiert, die Kamera ist angeschlossen und die Rechenleistung reicht aus um die Marker in Echtzeit zu tracken.

Im Hintergrund ist ein Blatt mit einem Marker zu erkennen. Mit Hilfe dieser Marker soll der Quadrokopter auch ohne GPS Empfang autonom fliegen können.