A Java autopilot for parrot A.R. drone designed with DiaSpec

Abstract

Este trabalho consiste na descrição de um piloto automático criado para o AR. Drone, um quadricóptero (que será chamado daqui em diante apenas de "drone") fabricado pela empresa francesa Parrot. O objetivo deste piloto automático é fazer o drone cumprir automaticamente um itinerário previamente definido. O itinerário consiste em uma sequência de pontos no espaço pelos quais o drone deve passar. O drone decola, passa por esses pontos e aterrissa no último ponto da rota. O piloto automático é um software que é executado em um computador. Esse computador se comunica com o drone através de uma conexão Wi-fi. O drone apenas envia os dados de seus sensores e câmeras para o computador. O computador processa os dados recebidos do drone e após envia o comando que o drone deve executar. Ou seja, o drone é controlado remotamente pelo computador. A linguagem de programação usada neste trabalho foi Java. Esta linguagem foi escolhida porque era desejável que o software pudesse ser executado em diferentes sistemas operacionais sem que fosse necessário alterar o código ou recompilar. DiaSpec é uma ferramenta desenvolvida pelo grupo de pesquisa Phoenix dos laboratórios do INRIA. Esta ferramenta permite a geração automática de um framework de programação através de uma especificação da arquitetura do sistema que se quer construir. Um domínio de aplicação do DiaSpec é na criação de softwares aviônicos. O DiaSpec é usado neste trabalho para criar o módulo central do sistema. A criação deste piloto automático envolveu conceitos de arquitetura de software, programação orientada a objetos, redes, sistemas de tempo real e processamento de imagem, além de muita trigonometria. Um vídeo do drone sendo controlado pelo piloto automático foi criado para demonstrar seu funcionamento. Seu endereço na web se encontra no capítulo de conclusão deste trabalho. Uma descrição mais detalhada em português deste trabalho encontra-se no apêndice D (“Descrição do Trabalho em Português”).

This work consists in the description of an autopilot created for the AR. Drone, a quadricopter (that will be called simply “drone” from now on) manufactured by Parrot, a french enterprise. The objective of this autopilot is to make the drone accomplish automatically a previously defined itinerary. The itinerary consists in a sequence of points in the space by which the drone must pass. The drone takes off, passes through these points and lands at the last point of the route. The autopilot is a software that runs in a computer. This computer communicates with the drone through a Wi-Fi connection. The drone only sends data from its sensors and cameras to the computer. The computer process the data received from the drone and after sends the command that the drone must execute. In other words, the drone is remotely controlled by the computer. The programming language used in this work was Java. This language was chosen because it was desirable that the software run in several operating systems without it being necessary to change the source code or to recompile the code. DiaSpec is a tool developed by the INRIA Phoenix research group. This tool allows the automatic generation of a programming framework through the specification of the target system architecture. An application domain of DiaSpec is in the creation of software for avionics. DiaSpec is used in this work to create the central module of the system. The creation of this autopilot involved concepts of software architecture, objectoriented programming, networks, real-time systems and image processing and a lot of trigonometry. A video of drone being controlled by the autopilot was created to demonstrate its operation. His address in the web is in the chapter of conclusion.