A3C for drone autonomous driving using Airsim

[Abstract] In this work, we apply artificial intelligence to guide a drone to a certain point autonomously. Unreal engine creates a virtual environment where the drone can fly, and the algorithm is trained simulating the drone dynamics thanks to Airsim plugin. The implemented algorithm is Asynchronous Actor-Critic Advantage (A3C), which trains a neural network with less computing resources than standard reinforcement learning algorithms that normally needs costly GPUs. To prove these advantages, several experiments are run using a different number of parallel simulations (threads). The drone should reach a point randomly generated each episode. The reward, the value and the advantage function are used to evaluate the performance. As expected, these experiments show that a higher number of threads helps the leaning process improve and become more stable. These learning results are of interest to optimize the computing resources in future applications

Longitudinal control of a fixed wing UAV

[Abstract] This article presents an approach to the mathematical model of a fixed wing unmanned aerial vehicle prototype. The model is split in two different parts, related to the longitudinal and lateral stability, respectively. For this, Newton-Euler formulation is used as well as basic aerodynamic theory. Aerodynamic coefficients, inertias and characteristic points of the aircraft are obtained through simulations with an open-source software called XFLR-5, and the physical parameters of the model match the prototype’s. Then, a longitudinal control strategy describes the altitude control in a cascade architecture, whose inner loop conveniently manoeuvres the pitch angle by acting on the symmetric flag deflection. Frequency domain techniques are used to design PID controllers.[Resumen] Este artículo presenta una aproximación al modelo matemático de un prototipo de vehículo aéreo no tripulado de ala fija. El modelo está dividido en dos partes diferentes, relacionadas con la estabilidad longitudinal y lateral, respectivamente. Para esto, se utiliza la formulación de Newton-Euler, así como la teoría aerodinámica básica. Los coeficientes aerodinámicos, las inercias y los puntos característicos de la aeronave se obtienen a través de simulaciones con un software de código abierto llamado XFLR-5, y los parámetros físicos del modelo coinciden con los del prototipo. Luego, una estrategia de control longitudinal describe el control de altitud en una arquitectura en cascada, cuyo bucle interno maniobra convenientemente el ángulo de inclinación actuando sobre la desviación de la bandera simétrica. Las técnicas de dominio de frecuencia se utilizan para diseñar controladores PID.Gobierno de La Rioja; ADER 2017-I-IDD-00035Universidad de La Rioja; REGI 2018/4

Control longitudinal de un UAV de ala fija.

Comunicación presentada a las XXXIX Jornadas de Automática, celebradas en Badajoz del 5 al 7 de Septiembre de 2018 y organizada por la Universidad de Extremadura.This article presents an approach to the mathematical model of a fixed wing unmanned aerial vehicle prototype. The model is split in two different parts, related to the longitudinal and lateral stability, respectively. For this, Newton-Euler formulation is used as well as basic aerodynamic theory. Aerodynamic coefficients, inertias and characteristic points of the aircraft are obtained through simulations with an open-source software called XFLR-5, and the physical parameters of the model match the prototype’s. Then, a longitudinal control strategy describes the altitude control in a cascade architecture, whose inner loop conveniently manoeuvres the pitch angle by acting on the symmetric flag deflection. Frequency domain techniques are used to design PID controllers.Este artículo presenta una aproximación al modelo matemático de un prototipo de vehículo aéreo no tripulado de ala fija. El modelo está dividido en dos partes diferentes, relacionadas con la estabilidad longitudinal y lateral, respectivamente. Para esto, se utiliza la formulación de Newton-Euler, así como la teoría aerodinámica básica. Los coeficientes aerodinámicos, las inercias y los puntos característicos de la aeronave se obtienen a través de simulaciones con un software de código abierto llamado XFLR-5, y los parámetros físicos del modelo coinciden con los del prototipo. Luego, una estrategia de control longitudinal describe el control de altitud en una arquitectura en cascada, cuyo bucle interno maniobra convenientemente el ángulo de inclinación actuando sobre la desviación de la bandera simétrica. Las técnicas de dominio de frecuencia se utilizan para diseñar controladores PID.Gobierno de La Rioja en concesión ADER 2017-I-IDD- 00035 Universidad de La Rioja en concesión REGI 2018/42.peerReviewe

Control longitudinal de un UAV de ala fija.

Comunicación presentada a las XXXIX Jornadas de Automática, celebradas en Badajoz del 5 al 7 de Septiembre de 2018 y organizada por la Universidad de Extremadura.This article presents an approach to the mathematical model of a fixed wing unmanned aerial vehicle prototype. The model is split in two different parts, related to the longitudinal and lateral stability, respectively. For this, Newton-Euler formulation is used as well as basic aerodynamic theory. Aerodynamic coefficients, inertias and characteristic points of the aircraft are obtained through simulations with an open-source software called XFLR-5, and the physical parameters of the model match the prototype’s. Then, a longitudinal control strategy describes the altitude control in a cascade architecture, whose inner loop conveniently manoeuvres the pitch angle by acting on the symmetric flag deflection. Frequency domain techniques are used to design PID controllers.Este artículo presenta una aproximación al modelo matemático de un prototipo de vehículo aéreo no tripulado de ala fija. El modelo está dividido en dos partes diferentes, relacionadas con la estabilidad longitudinal y lateral, respectivamente. Para esto, se utiliza la formulación de Newton-Euler, así como la teoría aerodinámica básica. Los coeficientes aerodinámicos, las inercias y los puntos característicos de la aeronave se obtienen a través de simulaciones con un software de código abierto llamado XFLR-5, y los parámetros físicos del modelo coinciden con los del prototipo. Luego, una estrategia de control longitudinal describe el control de altitud en una arquitectura en cascada, cuyo bucle interno maniobra convenientemente el ángulo de inclinación actuando sobre la desviación de la bandera simétrica. Las técnicas de dominio de frecuencia se utilizan para diseñar controladores PID.Gobierno de La Rioja en concesión ADER 2017-I-IDD- 00035 Universidad de La Rioja en concesión REGI 2018/42.peerReviewe