Altitude and trajectory control of an autonomous quadcopter

Abstract

В данной статье представлены результаты исследования миниатюрного летательного аппарата (МЛА), являющегося автономным в условиях внешней среды. Основными достижениями в области данных исследований являются как новые схемы слежения за траекторией, так и схемы управления ориентацией в реальном режиме полета. Этот МЛА создан на основе традиционного квадрокоптера. Для стабилизации положения квадрокоптера используется ПИД-регулятор. Предлагаемый регулятор сконструирован таким образом, чтобы иметь возможность ослаблять влияние внешних ветровых воздействий и гарантировать устойчивость в этом состоянии. Для автономного отслеживания траектории необходимо иметь фиксированную высоту полета. Кроме того, микроконтроллер ARM cortex M4 выполняет обработку данных. Траектория определяется при помощи GPS в программном обеспечении планировщика миссий для внешней среды. Для связи в реальном времени между роботом и наземной станцией используется модуль HMTR. Полетные данные сохраняются в памяти SD-карты и преобразуются в код MATLAB для воспроизведения в режиме реального времени. Экспериментальные результаты использования предложенного регулятора на автономном Квадрокоптере в реальных условиях показывают эффективность нашего подхода. This article presents a miniature aircraft (MLA), which is autonomous in the environment. The major acc in these studies are both new trajectory tracking schemes and attitude control schemes in real flight mode. This MLA is based on a traditional quadcopter. A PID controller is used to stabilize the position of the quadcopter. The proposed regulator is designed in such a way as to be able to weaken the influence of external wind influences and to guarantee stability in this state. For autonomous trajectory tracking, you must have a fixed flight altitude. Besides, the ARM Cortex M4 microcontroller performs data processing. The track is determined using GPS in the mission planner software for the external environment. The HMTR module is used for real-time communication between the robot and the ground station. Flight data is saved to SD card memory and converted to MATLAB code for real-time playback. The experimental results of using the proposed regulator on an autonomous Quadcopter in real conditions show the effectiveness of our approach. Keywords: altitude control, quadcopter, autonomous, PID controller, trajectory, stability