Radio tracking of sheep - Developing MAVLink enabled devices, MAVLink control and the basis for MAVLink enabled autonomous UAVs

Abstract

Denne masteroppgaven er en av tre oppgaver som dekker det samme systemet. Hver av disse oppgavene har fokus på forskjellige deler av dette systemet. Oppgaven vår var å lage et system for å lokalisere sauer som ute på beite ved bruk av droner og radio teknologi. Her var planen å bruke små, lette og billige radio sendere. Denne masteroppgaven kommer til å fokusere på dronedelen av systemet og integrasjonen mellom resten av komponentene.

Vi kommer til å se nærmere på teknologiene som blir brukt i dette systemet. Relevant teori og kunnskap vil bli oppsummert. Relevante lovverk blir også gått igjennom. Vi ser også på eksisterende løsninger som har blir utviklet for å løse den samme problemstillingen. Detaljert kunnskap om forskjellige typer droner og oppbygningen av de blir går igjennom.

Systemarkitekturen blir gått igjennom og funksjonen til hver del i systemet blir forklart. Det blir også forklart hvordan alle delene av systemet passer sammen og lager et fullt fungerende system. Her blir valgene våre av drone begrunnet og hvordan vi bygde en spesialbygd drone for dette systemet. Vi viser hvordan vi gjennomførte testene våre. Og vi forklarer målet med de. Problemene vi støtte på underveis og løsningene på de blir også gått igjennom.

All data fra testene våre ble samlet, analysert og visualisert der det ga mening å gjøre dette. Denne analysen hadde hovedfokuset på dronen, avstandsmålingene og hvordan systemet fungerte som en helhet. Resultantene fra analysen ble brukt til å sette våre forventninger framover, gjøre justeringer på systemet eller planlegge videre utvikling.

I diskusjonen vi ser på resultatene fra analysen i sin helhet og vi ser også på praktikaliteten til systemet. En sammenligning av systemet vårt blir gjort med andre systemer som er laget for til å spore dyr.

Vi greide å lage et system som kan finne igjen dyr i store utendørsområder. Dette systemet er nesten helt automatisert ved hjelp av autopilot funksjonen til drona og våre egenutviklede applikasjoner. Systemet kunne lokalisere dyr med stor nøyaktighet, muligens med et gjennomsnittlig avvik på 15m. Dette systemer bruker en drone som er bygd spesifikt for dette formålet og billige radio sendere og mottakere. Systemer vår gir ikke noe ny funksjonalitet borsett fra enklere lokalisering av dyr. Andre systemer som blir brukt for å lokalisere dyr gir mye ekstra funksjonalitet i tillegg. Dette kombinert med mulige begrensninger pga. regelverk kan begrense nytten av systemet vårt sammenlignet med eksisterende systemer.

This is one out of three papers covering different parts of the same system. Our objective was to develop a system for locating animals with the use of unmanned areal vehicles(UAV) and radio communication technology. With the plan to use low cost and lightweight radio transceivers. The main focus of this paper is on the UAV and integrating the other components together.

We will take a look at the technologies used in our system. The relevant theory and science will be summarized. The relevant regulations is also be examined. Existing and alternative solutions will be explored. Different UAV systems will be compared.

The system architecture and the function of each component is explained and also how everything fits together into a fully functioning system. The reasoning behind why we chose to build a custom UAV and the process of getting it into a flight worthy state. Our tests, how they were conducted, the goals and any problems encountered during them will be explained.

The data from our tests will be gathered, visualized and analyzed. This analysis is going to have the main focus on the UAV, the distance measurements and the system as a whole. Using the results of the analysis to set our expectations, tweak the system or plan our path forward.

We will discuss the results of our analysis and examine the viability of our system. A comparison of our system with the existing solutions will be done.

We managed to create a system for surveying large areas autonomously and locating animals within them. This system could locate the animals with great accuracy, possibly with an average error of 15m. The system utilizing a custom built UAV and cheep radio transceivers. We could with minimal user input find animals and estimate their location. Our system does not provide any features except locating the animals, unlike other available systems with many new features. This combined with possible regulatory problems might cause our system to not be a viable competitor to existing solutions.