Automatisierung von kleinen UAVs mit einem kostengünstigen MEMS-Sensor und einer eingebetteten Computerplattform

Dieses Papier präsentiert ein Framework zur Automatisierung eines kleinen UAVs mithilfe eines kostengünstigen Sensorsystems, MNAV, und einer eingebetteten Computerplattform, Stargate, die zusammen ein vollständiges Avionikpaket für Luftrobotikanwendungen bieten. Um eine vollständige INS-Lösung (d.h. Haltung, Geschwindigkeit, Position und Verzerrungen) bereitzustellen, wird ein erweiterter Kalman-Filter-Algorithmus entwickelt und in Echtzeit implementiert. Eine ausgeklügelte Steuerungsstrategie nutzt mehrere PID-Schleifen mit einer Hierarchie, die von einfacher Haltungsstabilisierung bis zur vollständigen Wegpunktnavigation reicht. Die entwickelte Bodenstationseinheit, ein Laptop-Computer, kommuniziert über 802.11b WiFi mit dem Avionikpaket, zeigt kritische Informationen des Flugzeugs an, bietet Flug-PID-Gewinnanpassungen und lädt Wegpunkte über eine einfache GUI hoch. Das System ist in einem handelsüblichen Delta-Flügel-RC-Flugzeug installiert und demonstriert seine Leistung für Luftrobotikanwendungen.