Tác giả :

An advanced quadcopter with pid controller using both gyroscopes and accelerometers

Nghiên cứu thiết kế robot bay tự động tránh vật cản có 4 cánh cân bằng
Tran Thu Ha, Nguyen Van Thai, Le Hoang Minh, Duong Thi Cam Tu

Ho Chi Minh City University of Technology and Education

Received 23/12/2015, Peer reviewed 27/01/2016, Accepted for publication 16/5/2016

ABSTRACT

This project focus on design a quadcopter and development an algorithm so that help it can navigate and self-balance in both indoor and outdoor enviroment, which can be used as a framework for applications such as data collection, ground surveillance, etc. The proposed algorithm allows the quadcopter can fly from its current location to the given location in space. Assuming that there are obstacles in front of the quadcopter, it has to recognize and avoid these obstacles. The developed quadcopter consists of four rotors mounted on four brushless motors to allow lifting and propelling the quadcopter. Arduino platform was used for programming. There are two PID controllers have been applied to control the quadcopter's self-balance and obstacle avoidance. The PID1 uses input values from an IMU sensor which returns values regarding angles and angular velocities of the quadcopter's frame and a GPS module to control the self-balance of the quadcopter. The PID2 uses input values from 5 ultrasonic sensors, four sensors are mounted around and the fifth is mounted under bottom of the quadcopter's frame to control the obstacle avoidance.

Keywords: quadcopter; navigation; self-balance; obstacle avoidance; PID controller.

TÓM TẮT

Dự án nghiên cứu này tập trung vào thiết kế và chế tạo một robot bay bốn cánh, đồng thời phát triển một thuật toán nhằm giúp cho robot có thể di chuyển và tự cân bằng trong không gian, có thể được sử dụng như là một công cụ nền tảng cho các ứng dụng ví dụ như thu thập dữ liệu, giám sát mặt đất,..Thuật toán được đề xuất bởi nhóm tác giả cho phép robot có thể bay từ vị trí hiện tại của chính nó đến một vị trí mong muốn khác được xác định trước trong không gian. Robot được thiết kế và chế tạo trong dự án này bao gồm bốn cánh quạt được gắn trên trục của bốn động cơ không chổi than (brushless motor) nhằm cho phép việc nâng và đẩy robot trong không gian. Nền tảng Arduino đã được sử dụng cho việc lập trình. Có hai bộ điều khiển PID đã được áp dụng để điều khiển việc di chuyển tự động, tự cân bằng và tự nhận biết và tránh vật cản của robot máy bay; Bộ cảm biến IMU và một mô đun định vị tọa độ toàn cầu GPS để kiểm soát quá trình điều hướng và tự cân bằng của robot máy bay. Bộ PID2 nhận các giá trị ngõ vào từ năm cảm biến siêu âm, bốn cái được gắn xung quanh và cái thứ năm còn lại được gắn ở phía dưới bộ của robot để kiểm soát việc tránh vật cản.

Từ khóa: máy bay 4 động cơ điện; chuyển động robot; tự cân bằng; tránh vật cản; bộ điều khiển PID.

Toàn văn bài báo ( Thầy/cô vui lòng đăng nhập bằng email ...@hcmute.edu.vn để xem)

 

Góp ý
Họ và tên: *  
Email: *  
Tiêu đề: *  
Mã xác nhận:
 
 
   
  
 
 
   
 *
Copyright © Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật - Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật - TP.HCM  
Địa chỉ: Phòng 601B, 1 Võ Văn Ngân, Quận Thủ Đức, Thành Phố Hồ Chí Minh. 
Điện thoại: 08-3722.1223 (8168)
Email:
tapchikhgdkt@hcmute.edu.vn

                                      
                                

Truy cập tháng: 19,742

Tổng truy cập:246,681