Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: V magistrskem delu je opisano bilateralno teleoperiranje kvadrokopterja Parrot AR.Drone preko brezžičnega lokalnega omrežja s haptično napravo Phantom Omni. Haptična naprava služi kot krmilna palica za vodenje kvadrokopterja in kot haptični vmesnik, ki generira silo dotika kvadrokopterja z okoljem. Nadzor smeri letenja in translacijske hitrosti kvadrokopterja so izvedene v treh prostostnih stopnjah. Razdaljo od objekta do kvadrokopterja, ki jo preko haptične naprave transformiramo v virtualno silo, merimo s pomočjo ultrazvočnega senzorja. Povratna sila na krmilni palici haptičnega mehanizma operaterju onemogoča trke med plovilom in ovirami. Programiranje naprav je izvedeno s pomočjo programskega orodja Microsoft Visual Studio.
Ključne besede: AR.Drone, Phantom Omni, haptična naprava, kvadrokopter, mikrokrmilnik, ultrazvočni senzor, bilateralno teleoperiranje.
Objavljeno v DKUM: 05.02.2015; Ogledov: 2411; Prenosov: 198
Celotno besedilo (4,89 MB)

Opis: V disertaciji je predstavljen regulacijski algoritem za skalirano bilateralno vodenje, ki je načrtovan v virtualnem modalnem prostoru in izpeljan po postopku vodenja v drsnem režimu. Takšen algoritem zagotavlja delovanje brez drhtenja, robustnost na motnje sistema in omogoča enostavno implementacijo. Poleg tega omogoča tudi skalirano bilateralno teleoperiranje, kar je potrebno, kadar gospodar in suženj nista enaka mehanizma. Za delovanje potrebuje regulacijski algoritem informacijo o položaju gospodarja/sužnja in zunanjih silah, ki delujejo na sistem. Predlagana je uporaba analognih Hallovih senzorjev, ki so v današnjih časih že vgrajeni v ohišje nekaterih motorjev. S takšnimi senzorji je mogoče zagotoviti ustrezno informacijo o položaju in hitrosti. Predstavljeni so algoritmi za estimacijo položaja in hitrosti. Izvedena je implementacija regulacijskega algoritma na FPGA vezju. Za FPGA vezje je značilna velika računska moč in paralelno izvajanje procesov, zaradi česar je mogoče doseči visoke frekvence vodenja. To se je že izkazalo kot pogoj za vrhunske sisteme vodenja. Za takšne sisteme so potrebne visoke lomne frekvence implementiranih filtrov. Ti filtri so pravi-loma vključeni za filtriranje vhodnih signalov, za meritev hitrosti in v nekaterih primerih tudi za estimacijo zunanje sile. Visoke lomne frekvence so pogoj tudi za zmogljivo bilateralno teleoperiranje. Zaradi omejenih strojnih virov FPGA vezja je pri zahtevnih sistemih potrebno skrbno načrtovati konfiguracijo logičnega vezja. V nasprotnem primeru je lahko razpoložljiva količina strojnih virov premajhna. V disertaciji je predstavljena načrtovalska metodologija, ki omogoča optimizacijo strojnih virov FPGA vezja in časa izvedbe procesov. Poleg tega takšna načrtovalska metodologija omogoča kratek čas načrtovanja. Predlagana izvedba zmogljivega bilateralnega teleoperatorja, ki vključuje analogne Hallove senzorje in FPGA vezje, je eksperimentalno preizkušena. V ta namen je bil izdelan preprost eksperimentalni sistem. Eksperimenti vključujejo različne scenarije (prosto gibanje, dotik mehkega objekta in dotik trdega objekta) in različne vrednosti regulacijskih parametrov. Predlagana izvedba omogoča zmogljivo skalirano bilateralno teleoperiranje s kvalitetnim pre-nosom oddaljenega občutka dotika.
Ključne besede: Teleoperiranje, bilateralno vodenje, haptika, vodenje v drsnem režimu, FPGA, Hallovi senzorji, meritev položaja, estimacija hitrost, PLL, opazovalnik zunanje sile
Objavljeno v DKUM: 08.10.2013; Ogledov: 2803; Prenosov: 274
Celotno besedilo (9,68 MB)