Diseño y fabricación de dron con sistema de seguridad anticolisión mejorado

Abstract

[ES] Este Proyecto Fin de Grado consta del diseño y fabricación de un dron con sistema de seguridad anticolisión mejorado, es decir la fabricación de un cuadricóptero de características generales pero que tendrá implementado un sistema anticolisión capaz de aumentar la eficacia del sensor para la detección de obstáculos. La mejora consiste en lograr que la detección de un obstáculo sea siempre en horizontal, aunque el dron tenga un vuelo con posición inclinada que puede falsear la medida, indicando una distancia mayor. Esta significativa mejora se consigue gracias a que el soporte del sensor de medida de la distancia del obstáculo incorpora un servomotor el cual compensara la inclinación de la aeronave, ya que la velocidad lineal del dron es proporcional al grado de inclinación de este. Para controlar el movimiento del dron utilizamos la placa controladora de vuelo, Pixhawk 2.4.8, la cual se encargará de leer la inclinación de su propio giroscopio y generar una señal PWM que indicará al servo el grado de inclinación al que debe permanecer para mantener el sensor en posición horizontal. El soporte del sensor ha sido diseñado y fabricado mediante software de diseño y una impresora 3D. Para la configuración de los parámetros de la placa Pixhawk 2.4.8, se ha utilizado el programa Mission Planner, Para realizar las pruebas y el testeo del sistema anticolisión se ha fabricado un dron, que se puede considerar como maqueta de bajo precio del dron del proyecto donde la diferencia es el tipo de sensor de distancia. Con la maqueta del dron se han realizado diversas pruebas del sistema de inclinación del sensor con resultados satisfactorios, cumpliendo así los objetivos propuestos.

[EN] This Final Degree Project consists of the design and manufacture of a drone with improved anti-collision safety system; in other words, manufacturing a quadcopter of general characteristics which will have implemented an anti-collision system capable of increasing the efficiency of the sensor for obstacle detection. The improvement is to ensure that the detection of an obstacle is always horizontal although the drone has a flight with an inclined position that can distort the measurement, indicating a greater distance. This significant improvement is achieved thanks to the support of the obstacle distance measurement sensor that incorporates a servo motor which will compensate the inclination of the aircraft, since the linear speed of the drone is proportional to the degree of inclination of the aircraft. To control the drone movement we use the flight controller board, Pixhawk 2.3.8, which will take care of reading the tilt of its own gyroscope and generating a PWM signal that will indicate the servo the degree of inclination at which it must remain to maintain the sensor in a horizontal position. The sensor holder has been designed and manufactured using a design software and a 3D printer. For the configuration of the Parameters of the Pixhawk 2.3.8 Board, the Mission Planner program has been used, In order to test and check the anti-collision system, a drone has been manufactured, which can be considered as a low-priced model of the project drone where the difference is the type of distance sensor. With the model of the drone various tests of the sensor tilt system have been carried out with satisfactory results, thus the proposed objectives have been fullfilled.

[CA] Este Projecte Fi de Grau consta del disseny i fabricació de un dron en sistema de seguretat anticol·lisió millorat, es a dir la fabricació de un cuadricópter de característiques generals però que tindrà implementat un sistema anticol·lisió que augmentarà la eficàcia del sensor per a la detecció de obstacles. La millora consisteix en aconseguir que la detecció de un obstacle siga sempre en horitzontal, encara que el dron tinga un vol en posició inclinada que puga falsejar la mesura, indicant una distancia major. Esta significativa millora es aconsegueix gracies a que el suport del sensor de mesura de la distancia del obstacle incorpora un servomotor el qual compensarà la inclinació de la aeronau, ja que la velocitat lineal del dron es proporcional al grau de inclinació de aquest. Per a controlar el moviment del dron utilitzarem la placa controladora de vol, Pixhawk 2.4.8, la qual se encarregarà de llegir la inclinació del seu propi giroscopi i generar una senyal PWM que indicarà al servo el grau de inclinació al que deu romandre per a mantindre el sensor en posició horitzontal. El suport del sensor ha sigut dissenyat i fabricat per mitjà del software de disseny i una impressora 3D. Para la configuració dels paràmetres de la placa Pixhawk 2.4.8, se ha utilitzat el programa Mission Planner, Para realitzar les probes i el testeig del sistema anticol·lisió se ha fabricat un dron, que es pot considerar com maqueta de baix preu del dron del projecte on la diferencia es el tipus de sensor de distancia. Amb la maqueta del dron se han realitzat diverses proves del sistema de inclinació del sensor en resultats satisfactoris, complint així els objectius proposats.