Tesis
Sistema embarcado para controle de plataforma de dois eixos utilizada em veículos aéreos não tripulados
An Embedded System Design for a Two-Axis Camera Platform Control used in Unmanned Aerial Vehicles
Registro en:
FRANCO, Franco Paes Leme. Sistema embarcado para controle de plataforma de dois eixos utilizada em veículos aéreos não tripulados. 2017. 1 recurso online (95 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP.
Autor
Franco, Franco Paes Leme, 1988-
Institución
Resumen
Orientadores: Denis Silva Loubach, André Ricardo Fioravanti Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: A utilização de veículos aéreos não tripulados (VANTs) para realizar várias tarefas, tais como entrega de produtos, obtenção de imagens aéreas, vigilância e agricultura de precisão tornou-se cada vez mais comum. A maioria das plicações dos VANTs utiliza câmeras para executar suas tarefas. Geralmente, as câmeras são estabilizadas por plataformas conhecidas como gimbals, ou seja, a plataforma da câmera, que por sua vez deve reagir à atitude do VANT para minimizar o distúrbio na câmera. Portanto, o controle da gimbal torna-se essencial para permitir a captura de imagens e vídeos estáveis com um mínimo ou quase nenhum processamento de imagem. Considerando este contexto, esta pesquisa apresenta um projeto e implementação de sistema embarcado de baixo custo para controle de uma plataforma de câmera de dois eixos utilizada em VANTs. A implementação proposta leva em consideração tópicos de três domínios diferentes: mecânica, computação e eletrônica. O objetivo principal é ter uma gimbal capaz de ser estabilizada, em relação à atitude de um VANT, usando motores síncronos de ímãs permanentes como atuadores. Esse projeto utiliza uma unidade de medição inercial como sensor e um controlador proporcional-integral-derivativo (PID). Resultados simulados e experimentais mostram que o sistema embarcado desenvolvido foi capaz de responder com sucesso a um envelope de voo de um VANT simulado, reagindo em tempo real e minimizando esses distúrbios Abstract: The use of unmanned aerial vehicles (UAVs) to perform various tasks such as product delivery, aerial photography, surveillance and precision agriculture has become increasingly common. Most of the UAV applications use cameras to carry out these tasks. Generally, the cameras are stabilized by platforms known as gimbals, i.e. camera platform, which in turn must react to UAV attitude to minimize the disturbance in the camera. Therefore, the gimbal control becomes essential to allow capturing stable pictures and videos with almost no image processing. Considering this context, this research presents a low-cost embedded system design and implementation for a two-axis camera platform control used in UAVs. The proposed implementation takes into account the background of three different domains: mechanical, computing and electronics. The main goal is to have a gimbal able to be stabilized, with respect to UAV attitude, using permanent magnetic synchronous motors as actuators. The design also uses an inertial measurement unit (IMU) as a sensor and a proportional-integral-derivative (PID) controller. Simulated and experimental results show that the developed embedded system was able to successfully respond to a simulated UAV flight envelope, reacting in real-time and minimizing those disturbances Mestrado Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico Mestre em Engenharia Mecânica 33003017 CAPES