Autonomous drone

1. DESCRIPTON

FC로 Pixhawk4 mini를 사용하고 on board computer로 jetson nano, intel realsense t265, pi camera를 사용해 실내 자율비행이 가능하게 한 쿼드콥터 프로젝트이다 펌웨어는 px4, 착륙점 탐지를 위해 Opencv를 사용하고 전체 시스템 구성은 ROS로 개발하였다.

2. HARDWARE CONFIGURATION

1) DRONE SWARM SET I: DRONE BIULT FROM SCRATCH BASED ON Q250 FRAME AND PIXHAWK4 MINI AUTOPILOT

a) MECHANICAL SYSTEM

Q250 프레임을 기반으로 제작하였다 mechanical system:

- UAV Type: QuadCopter
- Frame Size: Q250
- Motors: 2450 kV
- Propellers: 5.0 x 3.0 counterclockwise (2),
              5.0 x 3.0 clockwise (2)
- Battery: 3S 3.0 Ah 60C lithium polymer

b) Flight controller

Pixhawk4 mini를 사용하였고 펌웨어는 px4를 사용하였다

- Autopilot: Pixhawk 4 mini
- Firmware: px4 v2.0

c) POSITIONING SYSTEM

실내 위치 추정을 위해 Intel Realsense T265를 사용하였다

- Tracking camera: Intel® RealSense™ Tracking Camera T265

d) ON BOARD COMPUTING SYSTEM (COMPANION COMPUTER)

Perception, Localization, Computer vision 등에 높은 컴퓨팅 파워가 필요하기 떄문에 Nvidia Jetson nano를 ON BOARD COMPUTER로 사용하였다

- Single Board Computer: Nvida Jetson nano board
- Processor: Quad-core ARM® Cortex-A57 @ 1.43 GHz
- Memory: 2 GB 64-bit LPDDR4 25.6 GB/s
- GPU : 128-core Maxwell
- Storage Capacity: microSD
- OS: JetPack 4.5.1

e) VISION CAMERA

Opencv를 통한 Computer vision 구현을 위해 Rasberry pi fish eye lens camera를 사용하였다

f) COMMUNICATION SYSTEM

Jetson nano에는 기본적으로 무선랜카드가 미장착 되어있기 떄문에 Iptime usb lan card를 장착하였고 Manual control을 위해 Taranis x7 조종기를 사용하였다

- Communication with Companion Computer: Telem1 to serial pin
- Communication with pc : Wifi
- Manual Control: RC radio 

Iptime Wireless LAN Card (left) and rc radio transmitter Tranis X7 (right)

g) FINAL PRODUCT

2. SOFTWARE CONFIGURATION

1) CONFIGURE OS ENVIRONMENT

OS : Ubuntu 18.04
ROS : Melodic

2) SOFTWARE ARCHITECHTURE

ROS Node 구조를 나타낸 그래프

3) MISSIONS

1) Indoor hovering

Video Link

2) Autonomous landing

Video