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Lehrstuhl für Informatik 4
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Echtzeitsystemlabor - SS 2010

Quadrokopter

Ein Quadrokopter ist ein Fluggerät, das durch vier Rotoren angetrieben und auch gesteuert wird. Ihre außergewöhnlichen Flugeigenschaften und ihr relativ einfacher mechanischer Aufbau verdanken diese Fluggeräte ihre Beliebtheit unter Forschern wie auch Modellbauern. Neben dem reinen Spaßfaktor den ein Quadrokopter zum Beispiel als Modellfluggerät bietet, werden sie zunehmend auch von öffentlicher Seite zu Überwachungs- und Kontrollzwecken eingesetzt.

I4Copter

Die Steuerung dieses Fluggeräts erfolgt einzig über die Variation der Drehzahl der vier Rotoren. Diese Art der Steuerung macht den Quadrokopter einfach im Aufbau und sehr wendig in der Luft auf der anderen Seite aber aerodynamisch instabil. Für einen sicheren Betrieb ist daher eine digitale Fluglageregelung notwending - ein sehr schönes Beispiel für ein Echtzeitsystem.

Aufgabenstellung

Im Rahmen der Veranstalltung soll der am Lehrstuhl entwickelte I4Copter um eine Regelung für die Flughöhe erweitert werden.

Die Regelung eines Qudrokopters umfasst zunächst die essentielle Regelung der Fluglage und der Winkel in Roll, Nick und Gier-Achse. Daneben ist für einen sicheren Betrieb auch die Steuerung und Regelung der Flughöhe von großer Bedeutung. So ist zum Beispiel die Sinkgeschwindigkeit zu begrenzen, da Aufgrund der von den Propellern verursachten Luftverwirbelungen ein Strömungsabriss an den Propellern droht.

Für die Bestimmung der Flughöhe stehen verschiedene Sensoren zur Verfügung: Luftdrucksensoren, Utraschall-Abstandssensoren und Beschleunigungssensoren. Ihre Werte müssen geeignet aufbreitet und fusioniert werden. Daneben ist ein geeigneter Regler für die Flughöhe zu entwickeln.

Gruppengröße: 3
Ziele:
  • Sensorwerterfassung und Fusion
  • Regelkreis für die Flughöhe
  • Autopilot und Sicherheitsfunktionen (Sinkflug)

Hardware/Software

Betriebssystem:
  • PXROS-HR
  • CiAO
Steuerrechner: Infineon TriCore TC1796,
Toolchain: TriCore GNU Toolchain
Peripherie:
  • I4Copter Sensorik
  Impressum Stand: 2010-05-22 22:16   PU, scheler