Model-based attitude estimation for multicopters

The paper deals with model-based attitude estimation for multicopters and is mainly focused on investigation of accuracy degradation due to wind and inaccurate model parameters which are conditions always present when using in real world. At first the need for model-base estimation is motivated. Then the multicopter model is described. Based on the mathematical model of multicopter, the estimation algorithm utilizing the extended Kalman filter is constructed. The main contribution of the paper is the investigation of the negative impact of the wind and of inaccurate knowledge of the model parameters

Accelerometers on Quadrotors : What do they Really Measure?

International audienceA revisited quadrotor model is proposed, including the so-called rotor drag. It differs from the model usually considered, even at first order, and much better explains the role of accelerometer feedback in control algorithms. The theoretical derivation is supported by experimental data

Development and evaluation of a dynamically scaled testbed aircraft for a visual inertial odometry dataset

In this thesis we describe the design, manufacturing, and testing of a dynamically scaled aircraft, which is a scaled model of a general aviation vehicle that dynamically behaves in a similar manner as the full-scale aircraft. This scaled model (Cirrus SR22T) is to serve as a testbed for both Distributed Electric Propulsion (DEP) aircraft research and for Visual Inertial Odometry (VIO) research. The aircraft is used as a baseline to compare with the DEP aircraft, to draw conclusion regarding the effect of changing to a DEP configuration, and to provide a way to measure the effect that a DEP configuration would have on a full-scale aircraft. The aircraft is also used to collect data from various onboard sensors to provide a data set for the VIO research community to use

Desarrollo de un cuadricóptero operado por ROS

Este proyecto se centra en el desarrollo de un cuadricóptero y su control integrado en el entorno de ROS. ROS (Robotic Operating System) es un pseudo sistema operativo orientado a plataformas robóticas. El trabajo desarrollado cubre desde el manejo del sistema operativo en distintas plataformas robóticas o el estudio de las diversas formas de programación en ROS hasta la evaluación de alternativas de construcción, desarrollo de la interfaz con ROS o ensayos prácticos con la plataforma construida. En primer lugar, se ha realizado un estudio de las posibilidades de ROS aplicadas a robots voladores, las alternativas de desarrollo y su viabilidad de integración. Entre estas aplicaciones cabe destacar las de SLAM (Localización y Mapeo Simultáneos) y navegación autonoma. Tras la evaluación de las distintas alternativas considerando funcionalidad, autonomía y precio, la plataforma de desarrollo se ha basado en ArduCopter. Aunque existen algunos ejemplos de vehículos aéreos no tripulados en ROS, no hay soporte para este sistema, por lo cual se ha desarrollado el trabajo necesario para hacer estas dos plataformas compatibles. El hardware ha sido montado sobre una plataforma de fabricación propia, realizada mediante impresión 3D, y se ha evaluado su funcionamiento en entornos reales. También se ha valorado y ensayado una plataforma de aluminio, con resultados menos satisfactorios. Para el correcto funcionamiento del conjunto se ha tenido que conseguir una conexión entre el cuadricóptero y la estación de tierra. En este caso, se han diseñado alternativas de conexión entre ordenadores (para el caso de que se monte un ordenador en la aeronave) o conexión entre ordenador y ArduCopter (para el caso de que no haya ordenador de a bordo). También se ha implementado una serie de algoritmos para llevar a cabo el control del cuadricóptero de manera autónoma: navegación de puntos vía, control de la rotación y control de altitud. Estos módulos funcionan bajo el sistema ROS y operan en remoto desde la estación de tierra. Finalmente, se ha desarrollado un módulo de lectura para una unidad de medida inercial actualmente en desarrollo por la universidad de Luleå (KFly). Este dispositivo sólo se ha probado en entornos controlados y aún no ha pasado a formar parte del cuadricóptero, aunque en un futuro próximo se espera que sirva de reemplazo al ordenador de a bordo