Autonomisen vesimittalaitealustan ArduPilot-pohjainen ohjausjärjestelmä
Ågren, Kasperi (2014)
Ågren, Kasperi
Kajaanin ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201405147732
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201405147732
Tiivistelmä
Insinöörityön tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa ohjausjärjestelmä autonomiseen vedessä liikkuvaan mittalaitealustaan. Työn tilaajana oli Oulun yliopiston mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu. Mittalaitealusta ja sen ohjausjärjestelmä suunniteltiin ja valmistettiin pääosin CEMIS-Oulun tiloissa Kajaanissa.
Insinöörityön alussa esitellään veden pinnalla tai sukelluksissa liikkuvaan laitteeseen soveltuvia paikannus- ja navigointijärjestelmiä. Työn alussa käydään läpi myös yleisimpiä veden laadun mittauksia, joita autonominen veden alla liikkuva laite (AUV) voi suorittaa. Työn pääpaino on kahdessa eri osassa. Ensimmäisessä osassa keskitytään ohjaus- ja navigointijärjestelmän suunnitteluun ja testaukseen. Toisessa osassa keskitytään vapaaseen lähdekoodin perustuvan ArduPilot-autopilotjärjestelmän laitteistoon ja ohjelmistoon.
Mittalaitealustan ohjausjärjestelmä toteutettiin vaiheeseen, jossa kaikki yksittäiset ohjauksen komponentit ja käsiohjaus toimivat halutulla tavalla. ArduPilotin ja maa-aseman välisen telemetriayhteyden avulla maa-asemasta voitiin lähettää mittalaitealustalle reittipisteitä ja seurata ArduPilotin lähettämiä telemetriatietoja.
Työn tuloksena mittalaitealustassa oli toimiva ohjausjärjestelmä, jonka toiminta testattiin laboratorio-olosuhteissa. Ohjausjärjestelmän käsiohjaus ja telemetriayhteys testattiin ja todettiin toimivaksi autonomisen navigoinnin ja kenttätestauksen jäädessä jatkokehitettäväksi.
Insinöörityön alussa esitellään veden pinnalla tai sukelluksissa liikkuvaan laitteeseen soveltuvia paikannus- ja navigointijärjestelmiä. Työn alussa käydään läpi myös yleisimpiä veden laadun mittauksia, joita autonominen veden alla liikkuva laite (AUV) voi suorittaa. Työn pääpaino on kahdessa eri osassa. Ensimmäisessä osassa keskitytään ohjaus- ja navigointijärjestelmän suunnitteluun ja testaukseen. Toisessa osassa keskitytään vapaaseen lähdekoodin perustuvan ArduPilot-autopilotjärjestelmän laitteistoon ja ohjelmistoon.
Mittalaitealustan ohjausjärjestelmä toteutettiin vaiheeseen, jossa kaikki yksittäiset ohjauksen komponentit ja käsiohjaus toimivat halutulla tavalla. ArduPilotin ja maa-aseman välisen telemetriayhteyden avulla maa-asemasta voitiin lähettää mittalaitealustalle reittipisteitä ja seurata ArduPilotin lähettämiä telemetriatietoja.
Työn tuloksena mittalaitealustassa oli toimiva ohjausjärjestelmä, jonka toiminta testattiin laboratorio-olosuhteissa. Ohjausjärjestelmän käsiohjaus ja telemetriayhteys testattiin ja todettiin toimivaksi autonomisen navigoinnin ja kenttätestauksen jäädessä jatkokehitettäväksi.