Nghiên cứu phương pháp điều khiển và xác lập lộ trình bay thời gian thực cho thiết bị bay không người lái

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu phương pháp điều khiển xác lập lộ trình bay thời gian thực cho thiết bị bay không người lái TRẦN VĂN CỘNG Ngành Kỹ thuật Điện tử Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Anh Quang Trường: Điện – Điện tử HÀ NỘI, 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu phương pháp điều khiển xác lập lộ trình bay thời gian thực cho thiết bị bay không người lái TRẦN VĂN CỘNG Ngành Kỹ thuật Điện tử Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Anh Quang Chữ ký GVHD Trường: Điện – Điện tử HÀ NỘI, 2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Trần Văn Cộng Đề tài luận văn: Nghiên cứu phương pháp điều khiển xác lập lộ trình bay thời gian thực cho thiết bị bay không người lái Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số SV: 20202620M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 18 tháng 10 năm 2022 với nội dung sau: - Thay đổi cấu trúc luận văn từ chương thành chương - Thêm danh mục thuật ngữ chữ viết tắt - Thêm kết luận cho chương - Sửa lỗi tả hình ảnh - Chỉnh sửa, bổ sung phần đánh giá kết mô thử nghiệm Giảng viên hướng dẫn Ngày 02 tháng 11 năm 2022 Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CẢM ƠN Sau trình học tập hồn thành chương trình Kỹ sư Đại học Bách Khoa Hà Nội, em có hội để tiếp tục theo học Thạc sĩ Kỹ thuật Điện tử trường Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Nguyễn Anh Quang, Giảng viên hướng dẫn em Thầy người tạo điều kiện cho em tham gia nghiên cứu phát triển thân IVSR lab Từ em tiếp cận nghiên cứu thiết bị bay không người lái, tạo hội để em thực luận văn Bên cạnh đó, em xin cảm ơn bạn em thành viên IVSR lab đồng hành hỗ trợ em suốt trình từ tham gia đến thực đề tài luận văn tốt nghiệp Em xin cảm gia đình, người thân bạn bè bên cạnh động viên em hành trình học tập Cuối cùng, em xin cảm ơn Thầy, Cô Đại học Bách Khoa Hà Nội Trường Điện – Điện tử tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập trường Em xin trân trọng cảm ơn Hà Nội, ngày tháng Tác giả Trần Văn Cộng năm 2022 MỤC LỤC CHƯƠNG LÝ THUYẾT CHUNG 1.1 Phương tiện bay không người lái 1.2 Phương pháp điều khiển bay 1.2.1 Mơ hình điều khiển 1.2.2 Phương pháp điều khiển bay theo vị trí 1.2.3 Phương pháp điều khiển bay theo vận tốc 1.2.4 Phương pháp điều khiển bay theo tư 12 1.3 Phương pháp xác lập lộ trình bay 18 1.3.1 Giới thiệu chung 19 1.3.2 Phương pháp xác lập lộ trình bay tồn cục 20 1.3.3 Phương pháp xác lập lộ trình bay cục 23 1.4 Kết luận chương 28 CHƯƠNG XÂY DỰNG PHẦN CỨNG THIẾT BỊ BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI QUADCOPTER 29 2.1 Thiết bị bay không người lái quadcopter 29 2.2 Phần cứng thiết bị bay không người lái quadcopter 30 2.2.1 Khung thiết bị bay 30 2.2.2 Động 30 2.2.3 Bộ điều khiển tốc độ động 32 2.2.4 Cánh quạt 32 2.2.5 Nguồn pin 33 2.2.6 Hệ thống quản lý bay 34 2.2.7 Hệ thống cảm biến 35 2.3 Thiết kế phần cứng thiết bị bay không người lái 36 2.3.1 Lựa chọn hệ thống quản lý bay 36 2.3.2 Lựa chọn hệ thống cảm biến 37 2.3.3 Lựa chọn hệ thống phận khí 37 2.4 Kết luận chương 51 CHƯƠNG MÔ PHỎNG VÀ THỬ NGHIỆM THỰC TẾ 52 3.1 Chương trình điều khiển xác lập lộ trình bay 52 3.1.1 Chương trình điều khiển thiết bị bay theo vị trí 52 3.1.2 Chương trình xác lập lộ trình bay cục 58 i 3.2 Mô thử nghiệm thực tế 58 3.2.1 Nền tảng sử dụng 58 3.2.2 Thiết bị sử dụng 69 3.2.3 Đánh giá kết .74 3.3 Kết luận chương 95 CHƯƠNG KẾT LUẬN 96 4.1 Kết luận .96 4.2 Hướng phát triển luận văn tương lai 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 ii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hệ thống phương tiện bay không người lái Hình 1.2 Các vịng điều khiển bay Hình 1.3 Các trục tọa độ góc quay thiết bị bay Hình 1.4 Hệ thống tọa độ lực/mô-men tác dụng lên khung thiết bị bay Hình 1.5 Hệ thống điều khiển có phản hồi 10 Hình 1.6 Tổng quan tồn hệ thống PID 11 Hình 1.7 Phản hồi bước đơn vị điển hình 11 Hình 1.8 Đầu phẳng khung tham chiếu 13 Hình 1.9 Ví dụ minh họa xác lập lộ trình bay 19 Hình 1.10 Q trình thuật tốn RRT mở rộng 21 Hình 1.11 Hình ảnh mơ 3D Circular Buffer 24 Hình 1.12 Đường cong thu từ điểm sau dùng Uniform B - Spline 25 Hình 2.1 Các khu vực thiết bị bay quadcopter 29 Hình 2.2 Chiều quay thứ tự bốn động 29 Hình 2.3 Khung đáp thiết bị bay quadcopter 30 Hình 2.4 Động khơng chổi than outrunners 31 Hình 2.5 Kích thước động khơng chổi than 31 Hình 2.6 Bộ điều khiển tốc độ động – ESC 32 Hình 2.7 Kích thước cánh quạt 33 Hình 2.8 Mơ hình cảm biến IMU 35 Hình 2.9 Cảm biến LiDAR 36 Hình 2.10 Giao diện bắt đầu eCalc xCopter 38 Hình 2.11 Chọn kích thước khung, cấu hình động cơ, góc nghiêng điều khiển bay 38 Hình 2.12 Chọn cân nặng ước tính thiết bị bay 39 Hình 2.13 Chọn thơng số mơi trường 39 Hình 2.14 Chọn loại pin trạng thái pin 40 Hình 2.15 Một số loại pin lựa chọn 40 Hình 2.16 Chọn cấu hình pin LiPo 41 Hình 2.17 Các thơng số khác cho pin LiPo 41 Hình 2.18 Chon thông số phụ kiện 41 Hình 2.19 Chọn kích thước cánh quạt dựa giới hạn khung 42 Hình 2.20 Chọn thơng số cho cánh quạt 42 Hình 2.21 Chọn thông số cho cánh quạt (2) 42 Hình 2.22 Tiện ích đề xuất động điều tốc ESC 43 Hình 2.23 Danh sách động đề xuất 43 iii Hình 2.24 Thơng số động chọn từ bảng đề xuất .44 Hình 2.25 Chọn thơng số động 44 Hình 2.26 Chọn thông số điều khiển tốc độ động 44 Hình 2.27 Tùy chỉnh thơng số cho điều khiển tốc độ động 45 Hình 2.28 Tổng hợp kết sau tính tốn 46 Hình 2.29 Kết thơng số 46 Hình 2.30 Kết tổng hợp pin .47 Hình 2.31 Kết tổng hợp hiệu tối ưu động .48 Hình 2.32 Kết tổng hợp thơng số cực đại động công suất 48 Hình 2.33 Kết tổng hợp động giữ vị trí cố định .49 Hình 2.34 Kết tổng hợp thơng số tồn thiết bị bay 50 Hình 2.35 Kết tổng hợp thiết bị bay 50 Hình 2.36 Ký hiệu khả điều khiển thiết bị bay có động bị lỗi 51 Hình 3.1 Sơ đồ khối chương trình điều khiển bay theo vị trí .52 Hình 3.2 Lưu đồ thuật tốn chương trình điều khiển bay offboard 53 Hình 3.3 Lưu đồ thuật tốn chương trình điều khiển nhiệm vụ bay theo tọa độ ENU/GPS 55 Hình 3.4 Lưu đồ thuật tốn chương trình điều khiển nhiệm vụ bay theo tọa độ từ chương trình xác lập lộ trình bay 57 Hình 3.5 Sơ đồ khối chương trình xác lập lộ trình bay cục .58 Hình 3.6 Logo ROS 59 Hình 3.7 Sơ đồ khối truyền thông hai node thông qua ROS Master 60 Hình 3.8 Truyền nhận liệu qua topic .63 Hình 3.9 Truyền nhận liệu qua service 64 Hình 3.10 Truyền nhận liệu qua action 65 Hình 3.11 Tổng hợp ROS Computation Graph 66 Hình 3.12 Giao diện phần mềm trạm mặt đất QgroundControl 67 Hình 3.13 Giao diện phần mềm mô Gazebo 68 Hình 3.14 Khung thiết bị bay Tarot Ironman 650 foldable 69 Hình 3.15 Bộ điều khiển bay HolyBro Pixhawk .70 Hình 3.16 Máy tính song hành NVIDIA Jetson Nano 70 Hình 3.17 Bộ thu GPS Pixhawk Neo-M8N .70 Hình 3.18 Camera chiều sâu Intel RealSense D435 .71 Hình 3.19 Động T-Motor MN4010-9 71 Hình 3.20 Bộ điều khiển tốc độ động Hobbywing XRotor 40A .71 Hình 3.21 Cánh quạt các-bon DJI form 15x5.5 71 Hình 3.22 Pin LiPo Tattu 10000mAh, 4S, 35C 71 Hình 3.23 Thiết bị bay trình lắp đặt 72 iv Hình 3.24 Thiết bị bay hoàn thiện 72 Hình 3.25 Bộ điều khiển thiết bị bay cầm tay (Remote control) 73 Hình 3.26 Thiết bị bay chuẩn bị trước thử nghiệm 73 Hình 3.27 Khởi chạy môi trường mô thiết bị bay 75 Hình 3.28 Khởi chạy chương trình điều khiển offboard ROS 75 Hình 3.29 Chọn chế độ nhiệm vụ bay tải điểm tham chiếu đặt trước 76 Hình 3.30 Mơ thiết bị bay cất cánh giữ vị trí (0, 0, 3) 76 Hình 3.31 Mơ thiết bị bay tới điểm tham chiếu 77 Hình 3.32 Mơ thiết bị bay tới điểm tham chiếu thứ hai 77 Hình 3.33 Mơ thiết bị bay tới điểm tham chiếu thứ ba 77 Hình 3.34 Mô thiết bị bay hạ cánh điểm tham chiếu cuối 78 Hình 3.35 Quỹ đạo bay mô hiển thị đồ 78 Hình 3.36 Đồ thị biểu diễn quỹ đạo mô mặt phẳng XY 79 Hình 3.37 Đồ thị vị trí mơ theo thời gian trục X 79 Hình 3.38 Đồ thị vị trí mơ theo thời gian trục Y 80 Hình 3.39 Đồ thị vị trí mơ theo thời gian trục Z 80 Hình 3.40 Quỹ đạo bay mô biểu diễn lại 81 Hình 3.41 Độ cao cất cánh mô đo rviz 81 Hình 3.42 Độ cao điểm tham chiếu mô đo rviz 82 Hình 3.43 Độ cao điểm tham chiếu thứ hai mô đo rviz 82 Hình 3.44 Độ cao điểm tham chiếu thứ ba mô đo rviz 82 Hình 3.45 Khoảng cách điểm tham chiếu mô đo rviz 83 Hình 3.46 Khoảng cách điểm tham chiếu mô đo rviz 83 Hình 3.47 Khoảng cách điểm bắt đầu hạ cánh mô đo rviz 83 Hình 3.48 Thiết bị bay vị trí xuất phát 84 Hình 3.49 Thiết bị bay cất cánh lên giữ vị trí (0, 0, 3) 84 Hình 3.50 Thiết bị bay tới điểm tham chiếu 85 Hình 3.51 Thiết bị bay tới điểm tham chiếu thứ hai 85 Hình 3.52 Thiết bị bay tới điểm tham chiếu thứ ba 85 Hình 3.53 Thiết bị bay hạ cánh điểm tham chiếu cuối 86 Hình 3.54 Quỹ đạo bay hiển thị đồ 86 Hình 3.55 Đồ thị biểu diễn quỹ đạo mặt phẳng XY 87 v Hình 3.56 Đồ thị vị trí theo thời gian trục X 87 Hình 3.57 Đồ thị vị trí theo thời gian trục Y 88 Hình 3.58 Đồ thị vị trí theo thời gian trục Z 88 Hình 3.59 Quỹ đạo bay biểu diễn lại 88 Hình 3.60 Độ cao cất cánh đo rviz 89 Hình 3.61 Độ cao điểm tham chiếu (6, 0, 6) đo rviz .89 Hình 3.62 Độ cao điểm tham chiếu thứ hai (6, 6, 6) đo rviz .89 Hình 3.63 Độ cao điểm tham chiếu thứ ba (0, 6, 6) đo rviz 90 Hình 3.64 Khoảng cách điểm tham chiếu đo rviz 90 Hình 3.65 Khoảng cách điểm tham chiếu đo rviz 90 Hình 3.66 Khoảng cách điểm bắt đầu điểm hạ cánh đo rviz 91 Hình 3.67 Thiết bị bay giữ vị trí (0, 0, 3) 92 Hình 3.68 Thiết bị bay bay đến điểm bắt đầu quỹ đạo bay tồn cục 93 Hình 3.69 Thiết bị bay tránh vật cản quỹ đạo bay toàn cục 93 Hình 3.70 Thiết bị bay đến điểm quay đầu quỹ đạo toàn cục .94 Hình 3.71 Thiết bị bay tránh vật cản lần 94 Hình 3.72 Thiết bị bay hạ cánh điểm cuối 95 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 So sánh bốn loại thiết bị bay không người lái Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng 1.2 Ảnh hưởng việc tăng tham số độc lập 12 1.3 Thuật toán RRT 21 2.1 Tổng khối lượng phận chọn 45 3.1 Ví dụ parameter 61 3.2 Ví dụ tệp tin message msg 62 3.3 Ví dụ tệp tin service srv .64 Bảng 3.4 Tổng hợp phần cứng thiết bị bay 72 Bảng 3.5 Mô tả kịch bay mơi trường khơng có vật cản 74 Bảng 3.6 Mô tả kịch bay mơi trường có vật cản 91 vi Hình 3.45 Khoảng cách điểm tham chiếu mơ đo rviz Hình 3.46 Khoảng cách điểm tham chiếu mơ đo rviz Hình 3.47 Khoảng cách điểm bắt đầu hạ cánh mô đo rviz 83 Kết đo cho thấy khoảng cách điểm sấp sỉ với giá trị mong muốn Vị trí thiết bị bay bám sát với điểm tham chiếu chương trình điều khiển vị trí tạo Kết đạt mô đạt kịch Kết thực nghiệm Hình 3.48 Thiết bị bay vị trí xuất phát Khi thiết bị bay khởi động sẵn sàng, chương trình điều khiển offboard khởi chạy, tải điểm tham chiếu cài đặt, chờ để người điều khiển chuyển chế độ lại tự động điều khiển từ xa cất cánh Hình 3.49 Thiết bị bay cất cánh lên giữ vị trí (0, 0, 3) Sau giữ vị trí tọa độ (0, 0, 3) giây, thiết bị bay bay đến điểm tham chiếu (6, 0, 6) 84 Hình 3.50 Thiết bị bay tới điểm tham chiếu Cứ thiết bị bay giữ vị trí điểm tham chiếu giây tiếp tục bay đến điểm tham chiếu Hình 3.51 Thiết bị bay tới điểm tham chiếu thứ hai Hình 3.52 Thiết bị bay tới điểm tham chiếu thứ ba Cuối cùng, đến điểm tham chiếu thứ ba, sau giữ vị trí thiết bị bay hạ cánh 85 Hình 3.53 Thiết bị bay hạ cánh điểm tham chiếu cuối Sau kết em thu từ log điều khiển bay Pixhawk Đầu tiên quỹ đạo bay hiển thị đồ Hình 3.54 Quỹ đạo bay hiển thị đồ Do hạn chế trình bay phần mô quãng đường thử nghiệm nhỏ (6x6 m) so với độ phóng đại tối đa đồ nên quỹ đạo hiển thị không rõ ràng đồ Với log thu từ điều khiển bay Pixhawk 4, liệu thu từ cảm biến ghi lại trực tiếp điều khiển bay Tương tự phần mơ phỏng, em sử dụng cơng cụ phân tích log PX4 để lấy kết dạng đồ thị 86 Hình 3.55 Đồ thị biểu diễn quỹ đạo mặt phẳng XY Trong đồ thị Hình 3.55 đường màu đỏ quỹ đạo bay dựa thông tin cảm biến điều khiển bay, đường màu xanh quỹ đạo chương trình điều khiển bay gửi sang đường màu xanh lam vị trí GPS Hình 3.56 Đồ thị vị trí theo thời gian trục X Đồ thị Hình 3.56 biểu diễn vị trí thiết bị bay trục X theo thời gian với hai đường biểu diễn vị trí thiết bị bay dựa thơng tin cảm biến (màu đỏ) vị trí chương trình điều khiển bay gửi sang (màu xanh lá) Tương tự, ta có đồ thị biểu diễn vị trí thiết bị bay theo thời gian trục Y Z Hình 3.57 Hình 3.58 87 Hình 3.57 Đồ thị vị trí theo thời gian trục Y Hình 3.58 Đồ thị vị trí theo thời gian trục Z Và để kiểm tra quỹ đạo thực tế thiết bị bay, em ghi lại log từ cảm biến chương trình điều khiển để biểu diễn lại quỹ đạo bay Hình 3.59 Quỹ đạo bay biểu diễn lại Em sử dụng công cụ rviz ROS để dựng lại quỹ đạo bay (Hình 3.59) bao gồm: đường màu xanh điểm tham chiếu chương trình điều khiển tạo đường màu đỏ vị trí thiết bị bay thu từ cảm biến Em sử dụng công cụ đo để kiểm tra khoảng cách quỹ đạo 88 Hình 3.60 Độ cao cất cánh đo rviz Trên Hình 3.60, đường màu đen đường cơng cụ đo, kết hiển thị bên góc hình Kết thu sấp sỉ 3m độ cao mong muốn Tương tự có kết đo điểm tham chiếu sau Hình 3.61 Độ cao điểm tham chiếu (6, 0, 6) đo rviz Hình 3.62 Độ cao điểm tham chiếu thứ hai (6, 6, 6) đo rviz 89 Hình 3.63 Độ cao điểm tham chiếu thứ ba (0, 6, 6) đo rviz Hình 3.64 Khoảng cách điểm tham chiếu đo rviz Hình 3.65 Khoảng cách điểm tham chiếu đo rviz 90 Hình 3.66 Khoảng cách điểm bắt đầu điểm hạ cánh đo rviz Kết đo cho thấy khoảng cách điểm sấp sỉ với giá trị mong muốn Vị trí thiết bị bay bám sát với điểm tham chiếu chương trình điều khiển vị trí tạo Tuy nhiên, nhìn quỹ dạo thấy số đoạn đường bay không thẳng Nguyên nhân sai số cảm biến điều kiện thử nghiệm không hồn hảo thực mơ 3.2.3.5 Mơi trường có vật cản Kịch bay Thiết bị bay thực cất cánh vị trí ban đầu, giữ vị trí (0, 0, 3) bắt đầu bay đến điểm tham chiếu quỹ đạo toàn cục Quỹ đạo toàn cục xây dựng để thử nghiệm sau: điểm (-3, 3, 3), bay đến (-3, 15, 3) sau quay (-3, 0, 5) Khi thiết bị bay đến điểm quỹ đạo tồn cục, chương trình xác lập lộ trình bay cục khởi chạy bắt đầu xác lập điểm tham chiếu tối ưu dọc theo quỹ đạo tồn cục để gửi cho chương trình điều khiển Chương trình điều khiển bay khởi chạy chế độ bay với điểm xác lập Trên đường có vật cản nằm quỹ đạo tồn cục hình hộp kích thước (0,5x0,5m) cao 10m Bảng 3.6 Mô tả kịch bay mơi trường có vật cản Vị trí/Tọa độ Mơ tả Hành động (0, 0,0) Vị trí bắt đầu, mặt đất (0, 0, 3) Vị trí giữ cố định, 3m phía vị trí Giữ vị trí giây bắt đầu bay đến điểm tham chiếu (-3, 3, 3) Điểm bắt đầu quỹ đạo toàn cục Khởi động thiết bị sẵn sàng Giữ vị trí giây bay theo điểm tham chiếu tối ưu từ chương trình xác lập lộ trình bay đến điểm quay đầu (-3, 15, 3) 91 (-3, 8, 0) Điểm đặt vật cản Thiết bị bay tránh vật cản nằm quỹ đạo toàn cục theo điểm tham chiếu tối ưu sau quay trở lại quỹ đạo toàn cục (-3, 15, 3) Điểm quay đầu quỹ đạo toàn cục Thiết bị bay bay theo điểm tham chiếu tối ưu quay đầu để bay (-3, 0, 5) (-3, 0, 5) Điểm cuối của quỹ đạo toàn cục Thiết bị bay giữ vị trí giây hạ cánh Kết mơ Sau kết mô thu Gazebo rviz Đẩu tiên thiết bị bay giữ vị trí (0, 0, 3) Hình 3.67 Thiết bị bay giữ vị trí (0, 0, 3) Trên Hình 3.67, em có đánh dấu lại điểm tương đồng mô Gazebo biểu diễn rviz Điểm khoanh tròn màu trắng điểm thiết bị bay giữ vị trí, điểm màu xanh điểm bắt đầu điểm màu đỏ điểm cuối quỹ đạo bay toàn cục Sau giữ vị trí (0, 0, 3) giây thiết bị bay bay đến điểm quỹ đạo bay tồn cục 92 Hình 3.68 Thiết bị bay bay đến điểm bắt đầu quỹ đạo bay toàn cục Khi thiết bị bay đến điểm bắt đầu quỹ đạo toàn cục giữ vị trí giây chương trình xác lập lộ trình bay cục khởi chạy Như Hình 3.68, bên cửa sổ riviz, điểm xác lập lộ trình bay màu xanh bắt đầu sinh Các điểm xác lập sau kiểm tra có gặp vật cản phạm vi xung quanh thiết bị bay hay không xác nhận điểm xác lập tối ưu gửi sang chương trình điều khiển bay Hình 3.69 Thiết bị bay tránh vật cản quỹ đạo bay toàn cục Thiết bị bay bay theo điểm xác lập tối ưu bám theo quỹ đạo toàn cục Khi gặp vật cản Hình 3.69, điểm xác lập tối ưu vòng qua vật cản để quay trở lại quỹ đạo toàn cục Các khối màu đỏ biểu diễn cho vật cản camera thu được, khối màu xanh lam biểu diễn cho khoảng cách an toàn xung quanh vật cản Sau quay lại quỹ đạo toàn cục, thiết bị bay tiếp 93 tục bay đến điểm quay đầu (Hình 3.70) bay đến điểm cuối Trên lộ trình quay đầu bay đến điểm cuối thiết bị bay lần tránh vật cản Hình 3.71 Hình 3.70 Thiết bị bay đến điểm quay đầu quỹ đạo tồn cục Hình 3.71 Thiết bị bay tránh vật cản lần 94 Cuối cùng, đến điểm cuối cùng, thiết bị bay giữ vị trí hạ cánh Hình 3.72 Thiết bị bay hạ cánh điểm cuối Kết thực nghiệm Với điều kiện thử nghiệm không đủ đảm bảo an tồn cảm biến chưa đủ xác: GPS sai số từ 1m đến 3m, IMU bị trơi vị trí q trình bay, cảm biến áp suất xác định độ cao chưa xác, nên em chưa thể tiến hành thực nghiệm tránh vật cản Phần thử nghiệm em khắc phục tiến hành trình mở rộng ứng dụng luận văn có 3.3 Kết luận chương Trong chương 3, em trình bày chương trình điều khiển xác lập lộ trình bay kết thu tiến hành mô thử nghiệm thực tế Kết mô với điều kiện lý tưởng môi trường cho kết tốt Với thử nghiệm thực tế, độ xác không cao cảm biến làm cho quỹ đạo bay chưa thực tốt mô chương trình điều khiển bay điều khiển thiết bị bay bám sát lộ trình chưa đủ xác để thử nghiệm tránh vật cản 95 CHƯƠNG KẾT LUẬN 4.1 Kết luận Nội dung luận văn trình bày nghiên cứu phương pháp điều khiển xác lập lộ trình bay cho thiết bị bay khơng người lái Chương trình điều khiển xác lập lộ trình bay triển khai thực mô kiểm tra nhiều lần trước tiến hành thực nghiệm Các kết thu cho thấy chương trình hồn tồn ứng dụng thiết bị bay không người lái Tuy nhiên cần phải khắc phục hạn chế triển khai phần cứng thực tế Kết xây dựng thiết bị bay không người lái ứng dụng nghiên cứu xuất “A Q Nguyen, H T Nguyen, V C Tran, H X Pham and J Pestana, "A Visual Real-time Fire Detection using Single Shot MultiBox Detector for UAV-based Fire Surveillance," 2020 IEEE Eighth International Conference on Communications and Electronics (ICCE), 2021, pp 338-343, doi: 10.1109/ICCE48956.2021.9352080” 4.2 Hướng phát triển luận văn tương lai Trong tương lai, luận văn khắc phục hạn chế triển khai phần cứng để ứng dụng vào đề tài thiết bị bay không người lái thiết bị bay tự động giao hàng, thiết bị bay tự động quản lý vật tư kho hàng, để tránh chướng ngại vật chưa biết trước trình vật hành 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] R W Beard and T W McLain, Small Unmanned Aircraft - Theory and Practice, New Jersey: Princeton University Press, 2012 [2] "Wikipedia," [Online] Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Unmanned_aerial_vehicle [Accessed August 2022] [3] "WIRED," [Online] Available: https://www.wired.com/story/iran-globalhawk-drone-surveillance/ [Accessed June 2022] [4] “NAVAL TECHNOLOGY,” [Online] Available: https://www.navaltechnology.com/projects/uav-it180-120/ [Accessed September 2022] [5] S M LaValle, Planning Algorithms, Cambridge University Press, 2006 [6] D W Mellinger, "Trajectory Gener y Generation and Contr ation and Control for Quadr ol for Quadrotors," Publicly Accessible Penn Dissertations 547 , 2012 [7] S Liu, "Motion Planning For Micro Aerial Vehicles," Publicly Accessible Penn Dissertations 3146 , 2018 [8] V Usenko, L v Stumberg, A Pangercic and D Creme, "Real-Time Trajectory Replanning for MAVs using Uniform B-splines and 3D Circular Buffer," in International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 2017 [9] "xcopterCalc Multicopter Calculator," [Online] https://www.ecalc.ch/xcoptercalc.php [Accessed June 2022] Available: [10] "ROS.org | Powering the world's robots," https://www.ros.org/ [Accessed June 2022] Available: [Online] [11] "PX4 Autopilot User Guide," [Online] https://docs.px4.io/v1.9.0/en/ [Accessed 26 June 2020] Available: [12] "Gazebo Tutorials," [Online] Available: http://gazebosim.org/tutorials?cat=write_plugin [Accessed 26 June 2020] [13] "QGroundControl User Guide," [Online] Available: https://docs.qgroundcontrol.com/master/en/index.html [Accessed 09 2022] [14] "Flight Review," [Online] Available: https://logs.px4.io/upload [Accessed 08 2022] 97 ... PHỎNG VÀ THỬ NGHIỆM THỰC TẾ 52 3.1 Chương trình điều khiển xác lập lộ trình bay 52 3.1.1 Chương trình điều khiển thiết bị bay theo vị trí 52 3.1.2 Chương trình xác lập lộ trình bay. .. CỨNG THIẾT BỊ BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI QUADCOPTER 2.1 Thiết bị bay không người lái quadcopter Như đề cập phần tổng quan phương tiện bay không người lái, em giới thiệu thiết bị bay trình bày trình. .. lựa thiết bị bay phương tiện bay không người lái kiểu cỡ nhỏ Miniature UAV, dạng đa động để triển khai thử nghiệm phương pháp điều khiển xác lập lộ trình bay Thiết bị bay dạng thường trang bị