QUADROTORY PŘEHLED PROJEKTŮ. Ing. Petr Gábrlík

Transkript

1 QUADROTORY PŘEHLED PROJEKTŮ Ing. Petr Gábrlík

2 2 Existující projekty Univerzitní projekty Hobby projekty Komerční projekty Použití multirotorů

3 3 Univerzitní projekty EPFL, Lausane, Švýcarsko University of Patras, Řecko MIT + University of Washington + University of California at Berkeley +

4 EPFL, Lausane, Švýcarsko 4 výzkum vedený Dr. Samirem Bouabdallahem vybrané projekty OS4 CoaX mufly Zdroj: Bouabdallah S. et al., mufly: Towards a Fully Autonomous Micro Coaxial Helicopter, Full-day Workshop on: Micro Aerial Vehicles: Design, Control and Navigation, IROS 2007

5 Zdroj: Bouabdallah S. et al., mufly: Towards a Fully Autonomous Micro Coaxial Helicopter, Full-day Workshop on: Micro Aerial Vehicles: Design, Control and Navigation, IROS 2007 OS cm, 600 g 30 min letu určování polohy pomocí kamery a off-borad zpracování na PC

6 Zdroj: Bouabdallah S. et al., mufly: Towards a Fully Autonomous Micro Coaxial Helicopter, Full-day Workshop on: Micro Aerial Vehicles: Design, Control and Navigation, IROS 2007 CoaX 6 řízení změnou polohy těžiště 30 cm 0,2 kg 20 min letu

7 Zdroj: Bouabdallah S. et al., mufly: Towards a Fully Autonomous Micro Coaxial Helicopter, Full-day Workshop on: Micro Aerial Vehicles: Design, Control and Navigation, IROS 2007 mufly 7 12 cm 80 g 4 min letu rozpočet 2,7 mil.

8 Zdroj: Alexis, K. et al.; "Model predictive quadrotor indoor position control," Control & Automation (MED), th Mediterranean Conference on ; 2011 University of Patras, Řecko 8 UPATcopter Kostas Alexis George Nikolakopoulos Anthony Tzes 1,1 kg, 21 cm pozice určována pomocí snímače z PC myši doplněného optikou a nasvíceného LED

9 MIT + Washington + Berkeley + 9 Postaveny na existující platformě AscTec Pelican 3-osý magnetometer 3-osý gyroskop 3-osý akcelerometer tlakový senzor GPS 2x ARM (řídící smyčka 1 khz) Senzorový systém postaven na Kinectu + ev. různé další (kamera pro OF ) SLAM

10 10 MIT + University of Washington + University of California at Berkeley - video

11 University of Pennsylvania 11 Testovací laboratoř vybavená kamerovým lokalizačním systémem Rychlé přesné řízení Akrobacie Kooperace více strojů Zdroj: Zdroj: Zdroj:

12 University of Pennsylvania - video 12

13 Multirotory na ÚAMT 13 Tým 4 lidí Počátek vývoje v roce 2009 Experimetny s různým HW, SW, konstrukcemi Začlenění do robotického systému

14 14 Multirotory na ÚAMT

15 Multirotory na ÚAMT 15 6 rotorů, pevnější konstrukce Primárně vyšší nosnost (až 3 kg) Profesionální foto/video technika Teleprezence Přesná RTK GPS Nový HW (STM32F4) 2014

16 16 Hobby projekty MikroKopter.de multicopter.ru Shrediquette ArduIMU Quad, ARM-o-Kopter Crazyflie

17 MikroKopter.de 17 Modulární systém Nutnost použití HW autora Řízení pomocí PID regulátorů Zdroj: FlightCtrl NaviCtrl MKGPS BL-Ctrl Zdroj:

18 multicopter.ru 18 quadro/hexa koptery Váha ~1,8 kg Nosnost až 3 kg! (hexa kopter) Délka letu: náklad \ baterie mah 2 x mah 1,6 kg (quadro k.) 7 min 14 min 3 kg (hexa k.) - 8 min

19 multicopter.ru - video 19

20 Shrediquette 20 3 rotory pro vyrovnání reakčního momentu a pro řízení jeden natáčen pomocí servomotorů Zdroj: shrediquette.blogspot.com

21 ArduIMU Quad 21 Postaven na platformě Arduino, 79 USD PID regulátory Zdroj: na rozdíl od ostatních quadrotorů se všechny rotory otáčí stejným směrem vyrovná náklonem 2 rotorů Zdroj: diydrones.com/profiles/blogs/arduimu-quadcopter

22 Crazyflie 22 Miniaturní quarocopter Hmotnost: 19 g Doba letu: 7 min Volitelné příslušenství Stavebnice 179 USD Zdroj: Zdroj:

23 Crazyflie - video 23

24 24 Komerční projekty AR.Drone DJI DraganFlyer Microdrones

25 AR.Drone 25 ovládání pomocí iphone přes WiFi ARM9, 128MB RAM, OS Linux INU 2x kamera (QCIF, VGA) ultrazvuk. výškoměr ~ 8 000,- Kč Zdroj: smartmania.cz

26 AR.Drone 26

27 DJI 27 Čínská společnost se světovým zastoupením Více než 500 zaměstnanců Pro každého Easy-to-fly Pořizování videí a fotek Pro profesionály Vysoká nosnost, stabilita, bezpečnost Profesionální fotografování a filmování (filmová studia, TV stanice) Zdroj:

28 Draganflyer 28 Kanadská společnost založena zaměstnanců V nabídce 4 produkty Dodávají kompletní řešení pro záchranáře, hasiče, policii Zdroj:

29 Draganflyer - hardware 29 Senzorický subsystém: 3 x gyroskop 3 x akcelerometr 3 x magnetometr barometr (GPS) Procesor LPC2366 (32-bit ARM7, 72 MHz) Komunikace: Řízení: XBee Pro (2,4 GHz, 100 mw) Video: Wi-Fi (5,8 GHz, 500 mw) Zdroj:

30 Draganflyer - produkty 30 Draganflyer X4 Draganflyer X6 Draganflyer X4-P Draganflyer X4-ES 4 rotory 6 rotorů / 3 ramena Obdoba X4, větší Obdoba X4-P Hmotnost: 420 g Hmotnost: 500 g Velikost: 106 cm Velikost: 106 cm Velikost: 71 cm Funkce: Velikost: 99 cm Funkce: Verze pro hasiče, policii a záchranáře Přenos videa Přenos videa Position hold Letecké fotografie Auto-land Autopilot Return-home Vyšší bezpečnost Zdroj:

31 Draganflyer - ostatní 31 Skládací konstrukce Vlastní dálkové ovládání umožňující vizualizaci dat, pozemní stanice Množství příslušenství, náhradní díly, přepravní boxy Zdroj:

32 Microdrones 32 Německá společnost založena 2005 Celosvětově 100 zaměstnanců V nabídce 2 quadrotory různých velikostí, další ve vývoji Od vzniku více než 1000 prodaných kusů Kompletní řešení pozemní stanice, software pro mapování, navigaci, Zdroj: Zdroj: Zdroj:

33 Microdrones - produkty 33 md4-200 Hmotnost: 800g Náklad: 200/300 g Doba letu: max 35 min Tah: max 15,5 N Cena: od 8000 md Hmotnost: 2650 g Náklad: 800/1200 g Doba letu: max 88 min Tah: max 118 N md Hmotnost: 12 kg Náklad: 3 kg Doba letu: 45 min Tah:? Dolet: 50 km Zdroj:

34 Microdrones - video 34

35 Využití multicopterů letecké foto / video 35 Letecké fotografie pro široké použití Příklady užití: Snímky nemovitostí Sportovní události Společenské akce TV / novinové reportáže Zdroj: Zdroj:

36 Využití multicopterů letecké foto / video 36 Letecké pro různá odvětví průmyslu a zemědelství atd. Příklady užití: Stavební průmysl inspekce staveb Zemědělství kontrola úrody, termosnímky Životní prostředí Archeologie Zdroj: Zdroj: Zdroj: Zdroj:

37 Využití multicopterů - mapování 37 Vhodné pro mapování malých oblastí Letová výška: 10ky 100ky metrů Autonomní let pomocí GNSS a pořizování snímků Problematika zahrnuje: Plánování trajektorie letu Pořizování leteckých snímků Spojování snímků pomocí referenčních bodů Kalibrace mapy (tvorba ortofoto map, podklady pro topografické mapy)

38 Využití multicopterů 3D mapování 38 Technologie zvaná fotogrammetrie Ze série snímků je možné rekonstruovat tvary Tvorba prostorových modelů objektů, terénu Přesnost a podrobnost modelu se odvíjí od užitých snímačů a letové výšky Zdroj: Zdroj: Zdroj:

39 Využití multicopterů bezpečnostní složky 39 Dálkový průzkum nebezpečného / nepřístupného terénu Typicky požáry, chemické katastrofy, živelné pohromy Cílem je prozkoumat oblast bez rizika zranění osob Průzkum v reálnem čase, ukládání foto/video pro pozdější analýzu Zdroj:

40 Využití multicopterů budoucnost 40 Očekává se velký nárůst využití dronů (dle EU do 10 let 10% leteckého průmyslu) Možná uplatnění: Autonomní průzkumník při požárech a loupežích Autonomní kurýr V armádě průzkum, zbraně? Potřeba nových zákonů a regulí Zdroj: Zdroj:

41 41 Děkuji za pozornost