Automatic landing of multi-rotor on a floating maritime platform
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/2780954Utgivelsesdato
2020Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
OASYS prosjektet forsøker å bruke Miniatyr Undervanns Glidere (MUGs) for å overvåkemiljøet under havet, og bruke multirotor UAV-er til å plukke opp MUG-ene og fraktedem til autonome overflatefartøy hvor de kan lade. Målet med dette prosjekter er åutvikle nødvendige algoritmer for å automatisk lande disse UAV-ene på en flytende maritimplatform, ved å bruke LSTS toolchainen og ArduPilot.Programvare er implementert i DUNE for å utføre landingen. En enkel tilstandsmaskin,hvor dronen går gjennom tilstandene etter at visse vilkår er oppfylt, med en mulighet forå bytte til manuell kontroll, blir laget. Tilstandsmaskinen vil først ta av, og nå en gitthøyde, før den gjennomfører en sirkelbevegelse. UAV-en vil så nærme seg plattformen vedå bruke Constant Bearing Guidance, og så lande med konstant vertikal hastighet til denblir stoppet av platformen.En simulering av en landingsplatform blir implementert ved å bruke bølgemekanikk ogEulers metode. UAV-en og platformen blir simulert ved å bruke ArduPilot Software-in-the-loop simulering og DUNE. Simuleringen er vellykket, men ArduPilot simulerer ikke fysiskkontakt mellom dronen og platformen, så det er vanskelig å teste landing på bevegendeplatform fult ut.En flygningstest blir gjennomført på Udduvoll. Testen blir gjennomført med et statiskmål på bakken isteden for en flytende maritim platform som originalt tiltenkt på grunn avtidsbegrensninger. Testingen gjorde at noen problemer med den opprinnelige koden bleoppdaget og fikset, som om at dronen tippet over under landing, og til slutt ble velykketelandinger gjennomført.Det blir konkludert med at prosjektet har vært vellykket, og at den første tingen som børgjøres videre er å teste prosjektet med et bevegende mål. Det blir også foreslått å testemed mindre paltform radius, for å se hvor liten platform det er mulig å lande på. Tilslutt blir det foreslått å se på muligheten for å simulere fysisk kontakt mellom UAV-en ogplatformen. The OASYS project aims to use Miniature Underwater Gliders (MUGs) to monitor theenvironment under the ocean, and then use multi-rotor UAVs to pickup the MUGs andbring them to autonomous surface vehicles where they can recharge. The goal of thisproject is to develop the algorithms necessary to automatically land these UAVs on afloating maritime platform, using the LSTS toolchain and ArduPilot.Software is implemented in DUNE to execute the landing. A simple state machine, wherethe UAV progresses through the states after certain conditions are met, but with a possibility of entering manual control at any time, is created. The state machine will first takeoff, and reach a specified height before completing a circle motion. Then the UAV willuse Constant Bearing Guidance to approach the platform, and then land with a constantvertical speed, until it is stopped by the platform.A simulation of a landing platform is implemented using wave mechanics and Euler’smethod. The UAV and the platform is simulated using ArduPilot Software-in-the-loopsimulation and DUNE. The simulation is successful, but ArduPilot does not simulatephysical contact between the platform and the drone, so it’s difficult to fully test landingon a moving platform.A flight test is conducted at Udduvoll airfield. The flight test is done with a statictarget on the ground instead of the originally intended maritime platform, because oftime constraints. The testing allowed for fixing a few issues with the initial software, likethe drone tipping over on landing, and ultimately, successful landings where performed.It is concluded that the project has been a success, and that the most immediate wayforward should be to test the project with a moving target. It is also suggested to testwith a smaller platform radius, to see how small of a platform it’s possible to land on.Finally it is suggested to look into the possibility of simulating physical contact betweenthe UAV and the platform.