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PROGRAMACIÓN DE CUATRIMOTOR A.R. DRONE 2.0 DE PARROT

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by

Enrique José López Soriano

on 26 September 2014

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Transcript of PROGRAMACIÓN DE CUATRIMOTOR A.R. DRONE 2.0 DE PARROT

PROGRAMACIÓN DE CUATRIMOTOR A.R. DRONE 2.0 DE PARROT

ALUMNO: ENRIQUE JOSÉ LÓPEZ SORIANO

TUTORES:
JAVIER GARCÍA GÁMEZ
ELISABET ESTÉVEZ ESTÉVEZ

INGENIERÍA DE ELECTRÓNICA Y AUTOMÁTICA

INTRODUCCIÓN
- Línea de investigación en drones.

- Elección del hardware

- Objetivo del proyecto:
- Análisis de las investigaciones actuales:
- Control manual del drone
- Control automático del drone
- Tratamiento de las imágenes

ARQUITECTURA HARDWARE
Análisis de los distintos modelos
Funcionamiento del drone
PROGRAMACIÓN DE CUATRIMOTOR A.R. DRONE 2.0 DE PARROT
Comunicación cliente-drone
Cuatro servicios de comunicación
Control ocular de la City College of New York

Ref: www.youtube.com/watch?v=VDBBRFX9eiU
Drones bailando en una exhibición de Parrot
Ref: www.youtube.com/watch?v=yek0xDnN8XY
Reconstrucción 3D mediante la cámara del AR. Drone 2.0 en la Universidad Tecnológica de Munich
Ref: www.youtube.com/watch?v=7s9JePSln-M
Objetivo
- Programar el cuatrimotor para poder controlar los movimientos básicos y que responda al posicionamiento a una altura determinada.
Helicóptero RC Smartcopter
Helicóptero RC Iphone Copter
Helicóptero Beewi
UFOCAM Completo Light
AR. Drone 1.0 de Parrot
AR. Drone 2.0 de Parrot
AR. Drone 2.0 de Parrot
- Sensores:
- Giroscopio de 3 ejes.
- Acelerómetro de 3 ejes.
- Magnetómetro de 3 ejes.
- Sensor de presión.
- Sensores de ultrasonidos.
- Cámara frontal y vertical.
- Batería 1000/1500 mAh
- WiFi
Muchas gracias
Enrique José López Soriano
Conexión WiFi
Fases:

1 - Crea ESSID ardrone2_xxx e IP 192.168.1.1

2 - Cliente conecta a ESSID

3 - Cliente solicita IP al servidor DHCP

4 - DHCP concede una IP -> IP del drone más número 1-4

5 - Cliente envía solicitudes a través de IP y puertos de servicio
Funcionamiento
Físico
Sentido de giro
Aumento o disminución de la altura
Pitch, roll y yaw
Movimiento hacia delante y atrás
Movimiento hacia izquierda y derecha
Control y configuración del drone
- Enviando comandos
AT
-
Puerto
UPD
número 5556
- Latencia de transmisión crítica (30 veces por segundo)
Información sobre el drone
- Estado, posición, velocidad, etc:
navdata
.
- Puerto
UDP
número 5554.
- 15 veces por segundo (demo).
- 200 veces por segundo (debug).
Secuencia de vídeo
- Puerto
TCP
número 5555.
- Pueden decodificarse usando el SDK.
Puerto de control
- Puerto TCP número 5559.
- Transferir datos críticos:
- Recuperar datos de configuración.
- Envío de información de configuración.
Entornos de programación
C, C++
ROS
SDK 2.0 del AR. Drone 2.0
- Permite controlar el drone desde un ordenador con conexión WiFI usando C, C++.
Descripción del SDK
Arquitectura en capas
Librería del AR. Drone 2.0
Soft
:
- Código específico del drone
-
Common
-
Lib/ardrone_tool
-
Lib/utils
FFMPEG
:
Scripts
de construcción para las aplicaciones
VPSDK
:
VPSTAGES:
- VPOS
- VPCOM
- VPAPI
ARDroneTool
Implementa los cuatro servicios básicos. Consta de:

- Hilo de gestión de comandos
AT
.

- Hilo de gestión de
navdata
.

- Hilo de gestión del vídeo.

- Hilo de grabación de vídeo.

- Hilo de control.

- Hilos de la
AR. Drone Academy
.
Crear una aplicación usando
ARDroneTool
Pasos rápidos:

- Crear un nuevo hilo y agregarlo a la THREAD_TABLE para enviar los comandos independientemente de lo mencionado anteriormente.

- Llamar a la función ardrone_tool_main desde la aplicación.

- Crear todos los navdata handler necesarios y agregarlos a ardrone_navdata_handler_table.

ROS
ROS (Sistema Operativo Robótico) es un marco de trabajo para el desarrollo de software para robots.

- Provee:
- Abstracción del hardware.
- Control de dispositivos de bajo nivel.
- Implementación de funcionalidad de uso común.
- Paso de mensajes entre procesos.
- Mantenimiento de paquetes.

- Arquitectura basada en grafos.

- Procesos realizados en los nodos.
Ejercicios
Se han realizado dos tipos de ejercicios:
SDK
ROS
Conclusiónes
ÍNDICE
4 DE 41
INTRODUCCIÓN - 4
ARQUITECTURA HARDWARE - 9
AR. DRONE 2.0 DE PARROT - 11
FUNCIONAMIENTO DEL DRONE - 12
ENTORNOS DE PROGRAMACIÓN - 25
C, C++ - 26
ROS - 31
EJERCICIOS - 32
C, C++ - 33
ROS - 36
CONCLUSIÓN - 39
SDK
- C, C++
- Gran complejidad
- Simulink
- Interfaz

Simulink
PID
Interfaz
Velocidad
Posición
Interfaz
ROS
- Ejercicios realizados en el curso Autonomous Navigation for Flying Robots.
- Usando simulador integrado en el navegador y editor de código Python con extensión NumPy junto con ROS.
- Estructura a desarrollar.
- Dificultad progresiva.
Filtro de Kalman Extendido
Filtros de Kalman
Uso de ROS en Linux
Uso de ROS
- Problemas con el hardware.
- Problemas durante el desarrollo.
- Complejidad alta.
- ROS VS SDK.
- Inversión.
- Línea de investigación.
- Concursos.
- Nueva normativa.
Vídeo en enlace exterior
Filtro de Kalman
Vídeo en enlace exterior
- Cámara.
- Se incluye cabeceo.
- Modelo de odometría.
- GPS.
- Movimiento en plano x-y.
-Cabeceo despreciado.
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