Μελέτη και ανάπτυξη μη επανδρωμένου οχήματος επιφανείας - Συμμετοχή στο διαγωνισμό 1st Aegean Ro-Boat Race

Νικολόπουλος, Σταμάτιος

Research and development of an unmanned surface vehicle - Participation in the 1st Aegean Ro-Boat Race

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Νικολόπουλος, Σταμάτιος

Date

2024-04-08

Advisor

Chatzopoulos, Avraam

Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία (10.39Mb)

Keywords

Flight controller ; Matek H743-Wing ; Arduino ; MAVLink ; Unmanned surface vehicle ; ArduPilot

Abstract

Η διπλωματική εργασία αυτή έχει ως σκοπό να δώσει μια λεπτομερή εισαγωγή και να εξετάσει τα βήματα που πρέπει να ακολουθηθούν για την υλοποίηση ενός μη επανδρωμένου αυτόνομου συστήματος επιφανείας, κατ’ ουσίαν μια βάρκα ρομπότ, αντιμετωπίζοντας τόσο τις ηλεκτρομηχανικές απαιτήσεις, όσο και τις προγραμματιστικές, με σκοπό τη συμμετοχή του στον 1ο Aegean Ro-Boat Race. Παρουσιάζεται σε αρκετή λεπτομέρεια η πορεία για την κατασκευή του μη επανδρωμένου συστήματος επιφανείας από την αρχή έως και το τέλος του, την υλοποίηση των γαστρών, την τοποθέτηση των προωθητήρων, τον τρόπο τιμόνευσης, αλλά επίσης μελετούμε και υλοποιούμε το ηλεκτρικό και ηλεκτρονικό σύστημα του ρομπότ, με τον υπολογιστή πτήσης και όλα τα απαραίτητα περιφερειακά, καθώς και λύσεις που δόθηκαν για τον εντοπισμό και την αποφυγή εμποδίων. Εκτελούμε προγραμματισμό σε WIRING για τον Arduino που εκτελεί χρέη companion computer του flight controller, του μη επανδρωμένου συστήματος επιφανείας, και χειρίζεται τους αισθητήρες προσέγγισης, επικοινωνώντας με τον controller μέσω MAVLink. Τέλος, στοχαζόμαστε ιδέες εξέλιξης του ρομπότ και κάνουμε σχολιασμό της εργασίας σε όσα έχουν φανεί ουσιαστικά και χρήσιμα.

Abstract

This thesis aims to give a detailed introduction and examine the steps to follow to implement an unmanned autonomous surface system, essentially a robot boat, dealing with both electromechanical and programming interventions, with in order to participate in the 1st Aegean Ro-Boat Race. The course for the construction of the unmanned surface system from the beginning to the end is presented in sufficient detail, the realization of the hulls, the placement of the thrusters, the steering method, but we also study and implement the electrical and electronic system of the robot, with the flight computer and all necessary peripherals as well as solutions provided for obstacle detection and avoidance. We perform programming in WIRING for the Arduino that performs companion computer duties of the flight controller, the unmanned surface system, and handles the proximity sensors, communicating with the controller via MAVLink. Finally, we brainstorm ideas for robot development and annotate the work on what has been seen as meaningful and useful.