Projektziel:
Unser Ziel war die Fertigung und Inbetriebnahme eines flugfähigen 3D-gedruckten Quadrocopters, welcher selbstständig vorgegebene Punkte abfliegen kann. Der 3D-Druck, die elektronischen Teile sowie die Flugsteuerungssoftware sollten dabei zu einem einzigen System zusammengeführt werden. Im Zentrum stand die Frage, ob sich mit der Anbindung eines Ultra-Wideband-basierten Lokalisierungssystems eine zuverlässige und autonome Navigation innerhalb eines vorgegebenen Testbereichs realisieren lässt.
Umsetzung:
Der Rahmen wurde vollständig in Fusion360 modelliert und in seiner finalen Version aus dem robusten, kohlenstofffaserverstärkten PA6-CF gedruckt. Anschliessend wurden der Flight Controller, die Motoren, das UWB-Lokalisierungssystem, der LiDAR-Höhensensor sowie der externe Kompass auf dem Rahmen verbaut und sorgfältig miteinander verkabelt. Zum Schluss machte die ArduPilot-Firmware in Kombination mit der Bodenkontrollstation Mission Planner das gesamte System softwareseitig flugfähig.
Resultat:
Als Ergebnis entstand ein flugfähiger und robuster 3D-gedruckter Quadrocopter, welcher autonom und ohne Probleme die vorgegebenen Punkte innerhalb eines Testbereichs abfliegen kann. Dabei hält er zuverlässig seine Position und führt zudem die Landung nach Abschluss des Flugs selbstständig aus. Im Indoor-Bereich funktioniert der autonome Flug nicht, da es zu viele Störfrequenzen gibt, welche den Kompass beeinträchtigen. Im Outdoor-Bereich dagegen funktionierte dies jedoch ohne Probleme. Ebenfalls ist eine manuelle Steuerung des Quadrocopters per Fernsteuerung jederzeit möglich, was sich vor allem bei Testflügen und im Notfall als wichtige Kontrollmöglichkeit erweist.
Videos: Promo Video Drohnenflug mit UWB
Projektteam: Manuel Dossenbach, Beat Eichenberger, Janis Märki, Agijukan Mohanathas, Michael Neidhart, Elankeeran Raveendran, Luca Sismondi