Handboek Autonome Drones

Met Ardupilot en Pixhawk

Bram Dons • Boek • paperback

• Samenvatting
  Handboek Autonome Drones met ArduPilot en Pixhawk
  De belangstelling voor drones is de laatste jaren enorm toegenomen, niet alleen als hobby maar ook voor professionele toepassingen. Die zijn op allerlei terreinen te vinden, waaronder: objectbewaking, land- en tuinbouw, mijnbouw, geografisch- en bodemonderzoek, hulpverlening, smart city management, pakketbezorging en visuele- en thermische inspectie. In omgevingen waar het gevaarlijk is voor de mens kunnen drones worden ingezet, bijvoorbeeld voor gas- en stralingsdetectie. Afhankelijk van de applicatie kan de drone dan een melding maken van een verandering, overschrijding van een gemeten waarde, of zoeken naar een bepaald object en eventueel actie daarop nemen. De toepassingen van drones zijn divers. De trend is dat het aantal, type, en met name autonoom vliegende drones de komende jaren alleen nog maar zal toenemen.
  
  Dit boek behandelt diepgaand het ontwerp en de bouw van autonoom vliegende drones op basis van het ArduPilot Ground Control Station en de Pixhawk Flight Controller. Er wordt niet zozeer ingaan op de fysieke bouw van drones, maar hoofdzakelijk de keuze van componenten als basis voor een autonoom vliegende drone. Gekozen is voor de genoemde platforms omdat ArduPilot open source software is en de Pixhawk, ten aanzien van de kosten, een laag drempelige hardware omgeving is. Beide systemen worden niet alleen veel door hobbyisten gebruikt maar ook door professionele bouwers van drones.
  
  Over de auteur
  Na een lange carrière in de IT besloot Bram Dons zijn oude hobby, de modelbouw, weer serieus op te pakken. Het was de combinatie van geavanceerde elektronica en vliegtuigmodelbouw die zijn belangstelling trok om drones te gaan bouwen. Hij was al auteur van enkele IT-boeken en schreef talloze artikelen op IT-gebied voor diverse vakbladen. De beslissing om een boek te schrijven die dieper in zou gaan op de nieuwste drone technologie lag daarom voor de hand.
  
  Doelgroep
  De primaire doelgroep voor dit boek zijn de meer ervaren hobbyisten en professionele bouwers van autonoom vliegende drones. Voor implementatie van de geavanceerde drone componenten is enige kennis gewenst op het gebied van elektronica en computertechniek.
• Productinformatie
  Binding : Paperback
  Distributievorm : Boek (print, druk)
  Formaat : 190mm x 240mm
  Aantal pagina's : 232
  Uitgeverij : Bram Dons
  ISBN : 9789090355580
  Datum publicatie : 12-2021
  
• Inhoudsopgave
  Inhoud
  Handboek Autonome Drones met ArduPilot en Pixhawk iii
  Voorwoord ix
  Inleiding Autonome Drones x
  Korte beschrijving van de hoofdstukken xiii
  
  Hoofdstuk 1 Unmanned Aircraft Systems 1
  1.1 Unmanned Aircraft en Unmanned Aircraft System 1
  1.2 Multicopters en VTOLs 2
  1.3 VTOL 4
  1.4 QuadPlane 4
  1.5 Tailsitter 7
  1.6 Vectored- en non-vectored tailsitters 7
  1.7 Fixed-wing 8
  1.8 Unmanned Aircraft System 9
  Samenvatting 10
  
  Hoofdstuk 2 Pixhawk en Ground Control Station 11
  2.1 De ontwikkeling van Pixhawk 11
  2.2 Architectuur Pixhawk 2 11
  2.3 Pixhawk Interfaces en Protocollen 14
  2.4 I2C Bus 15
  2.5 CAN, UAVCAN en SLCAN 15
  2.6 Radio Protocollen 18
  2.7 Ground Control Station 22
  Samenvatting 23
  
  Hoofdstuk 3 Motoren en stroomvoorziening 25
  3.1 Voortstuwingsysteem van drones 25
  3.2 Maximale vliegduur, payload en efficiëntie 27
  3.3 Motors en Propellers 28
  3.4 Electronic Speed Controllers 31
  3.5 Bedrading en Power Distribution Boards 34
  3.6 Connectoren 36
  3.7 LiPo en Li-Ion batterijen 37
  3.8 Power Modules 39
  3.9 Battery Failsafe 41
  3.10 Vliegen in de regen 42
  3.11 Hybride stroomvoorzieningen 43
  3.12 Verbrandingsmotoren 44
  Samenvatting 46
  
  Hoofdstuk 4 Radio Telemetrie 47
  4.1 Telemetrie MAVlink 47
  4.1 SiK Radio Telemetrie 47
  4.2 Bluetooth Radio Telemetrie 48
  4.3 Wifi Radio Telemetrie 48
  4.4 FrSky Telemetrie 50
  4.5 Telemetry Forwarding 53
  4.6 Lange afstand telemetrie 54
  4.7 Satellietcommunicatie 55
  Samenvatting 58
  
  Hoofdstuk 5 Video en camerasystemen 59
  5.1 First Person View systeem 59
  5.2 RunCAM Split Camera 60
  5.3 Camera Gimbal en Control 61
  5.4 FPV Antennes 63
  5.5 Camera Waypoints 66
  5.6 3d Mapping 67
  5.7 WifiBroadcast 67
  5.8 High Definition FPV systemen 70
  5.9 Digitale FPV-systemen 71
  5.10 Antenna Tracking 73
  74
  Samenvatting 75
  
  Hoofdstuk 6 Periferie 77
  6.1 Auxiliary en Serial functies 77
  6.2 Parachute systemen 77
  6.3 Landingsgestel 82
  6.4 Crop Sprayer 83
  6.5 ZigZag Mode 85
  6.6 Grijpers 87
  6.7 Winch 88
  Samenvatting 89
  
  Hoofdstuk 7 Sensoren 91
  7.1 Inleiding drone sensoren 91
  7.2 Accelerometer, Gyroscope en Magnetometer 91
  7.2 Sensor positie offset compensatie 93
  7.3 Rangefinders 93
  7.4 Altitude in ArduPilot 94
  7.5 Path Planning met rangefinders 96
  7.6 Terrain Following 98
  7.7 Surface Tracking 101
  7.8 Precision landing 101
  7.9 ADS-B 103
  Samenvatting 103
  
  Hoofdstuk 8 Plaatsbepaling 105
  8.1 Instrumenten voor plaatsbepaling drone 105
  8.2 Compas 105
  8.3 EKF3 Affinity en Lane Switching 106
  8.4 GPS en GNSS Positioning System 108
  8.5 Basis GNSS systeem voor ArduPilot 111
  8.6 Continuously Operation Reference Station 113
  8.7 GCP, RTK en PPK 115
  8.8 Netwerk RTK 119
  8.9 RTK en ArduPilot 122
  8.10 PPP en SBAS 124
  8.11 Non-GPS systems 127
  8.12 SLAM 131
  8.13 Toepassing Visual Inertial Odometry 133
  Samenvatting 134
  
  Hoofdstuk 9 Companion Computers 135
  9.1 Companion Computer hard en software 135
  9.2 APSync 137
  9.3 FlytOS framework 137
  9.4 Maverick ontwikkelomgeving 139
  9.5 APSync, ROS en Rpanion software 140
  9.6 Toepassing AI en ML in de drone omgeving 141
  9.7 Computer Vision voor drones 142
  9.8 Cito, TensorFlow en SkyGrid Flight Control 143
  Samenvatting 144
  
  Hoofdstuk 10 Flight Modes 145
  10.1 Type Flight Modes 145
  10.2 Primaire Flight Modes 146
  10.3 Camera Control in Auto missions 151
  10.4 Mission planning met waypoints 152
  10.5 QuadPlane Flight Modes 153
  10.6 QuadPlane AUTO Missions 156
  Samenvatting 158
  
  Hoofdstuk 11 Ontwerp MultiCopter en QuadPlane 159
  11.1 Keuze voor MultiCopter of QuadPlane 159
  11.2 Het ontwerp en bouw van een MultiCopter 160
  11.3 Het ontwerp en bouw van een QuadPlane 164
  11.4 Conversie van Plane naar QuadPlane 168
  11.5 Vliegen van een QuadPlane 171
  11.6 QuadPlane eerste vlucht 171
  11.7 Trillingen bij Multicopters en QuadPlanes 172
  11.8 Weathervaning en Wind Hold 175
  11.9 QuadPlane tips 175
  11.10 MultiCopter en QuadPlane simulatie 177
  Samenvatting 178
  
  Hoofdstuk 12 Autonoom vliegen 181
  12.1 Autonoom of automatisch 181
  12.2 EASA regels voor autonome en automatische drones 182
  12.3 Autonoom vliegende drones 183
  12.4 Flight Controllers en Flight Computers 183
  12.5 Drone in a box 183
  12.6 Inleiding Drone Swarming 185
  186
  12.7 Autonomiteit in UAS swarms 186
  12.8 Swarm communicatietechnieken 187
  12.9 Mission Planner Swarming 189
  12.10 ROPPOR Swarm 190
  Samenvatting 193
  
  Hoofdstuk 13 Drones veiligheid en regelgeving 195
  13.1 Exponentiële groei drones 195
  13.2 Drone detectiemethoden 196
  13.3 Counter-Drone systemen 197
  13.4 Drone detectietechnieken 197
  13.5 iConspicuity en U-Space airspace 201
  13.6 Unmanned Traffic Management 203
  13.7 EU regelgeving drones 205
  13.8 Drone identificatie systemen 207
  13.9 Toekomstige drone technologie 210
  Samenvatting 211
  Gebruikte afkortingen 214
  Register 215
• Reviews (0 uit 0 reviews)
  Wil je meer weten over hoe reviews worden verzameld? Lees onze uitleg hier.