This study was performed to investigate aerodynamic characteristics of the 37.5% scaled­ down Green Raven MK18 airframe, to evaluate boundary corrections method, and to investigate on support interference. A wind tunnel test was originally planned on June 2021 at a Large­Low­Speed Wind Tunnel at University of Bristol; however, due to COVID­19 travel restrictions, the test has been postponed to November 2021. In or­der to supplement the work and data directly required for the test, computational fluid dynamics (CFD) investigations were performed in free air and in wind tunnel condi­tions, both with and without support interference, at a Reynolds number of 7E+05. The simulations utilized an incompressible Reynolds-­Averaged­-Navier.­Stokes equa­tion accompanied with k − ω SST for turbulent modelling. Corrections factors were obtained to compensate for wall interference, and results indicate a satisfactory agree­ment between free ­air and wind­ tunnel corrected data for wall interference. The sup­ port structure interferes with the aerodynamic loads produced by the model. Lift and drag decrease, and pitching moment increases compared to WT without support structure condition. / Denna studie utfördes för att undersöka aerodynamiska egenskaper hos det nedskalade Green Raven MK18­flygplanet för 37.5%, för att utvärdera gränskorrigeringsmetoden och för att undersöka stödinterferens. Ett vindtunneltest planerades ursprungligen i juni 2021 vid en stor­låghastighets vindtunnel vid University of Bristol. Men på grund av resebegränsningar för covid­19 har testet skjutits upp till november 2021. För att komplettera det arbete och de data som direkt krävs för testet, utfördes CFD under­ sökningar (Computational Fluid Dynamics) i fri luft och i vindtunnelförhållanden, både med och utan supportinterferens, med ett Reynolds­tal på 7E+05. Simuleringarna använde en inkompressibel Reynolds­Averaged­Navier­Stokes­ekvation tillsammans med k − ω SST för turbulent modellering. Korrigeringsfaktorer erhölls för att kom­ pensera för väggstörningar, och resultaten tyder på en tillfredsställande överensstäm­ melse mellan frilufts­ och vindtunnelkorrigerade data för väggstörningar. Stödstruk­ turen stör de aerodynamiska belastningar som modellen producerar. Lyft och drag minskar och stigningsmomentet ökar jämfört med WT utan stödstruktur.

In recent times the unmanned quadcopter aircraft has been used for a widening range of applications, but for longer distances it still falls short of conventional airplanes in terms of energy usage. There exists hybrid configurations of unmanned aircraft which combine the mobility of quadcopters and the range of fixed-wing aircraft. The transition between the hovering mode and the gliding mode, however, is a complex non-linear control problem. To solve this a recent study applied a neural network as a closed loop controller. This controller was capable of seamless mode transition and could be trained for any copter configuration using reinforcement learning. The work presented here focuses on improvements to the method of controller design established by said study, mainly focusing on increased realism of the aerodynamic simulations and the addition of control surfaces for increased maneuverability. These improvements resulted in a lift of 37% of the total copter weight and a higher achievable top speed of 8 m/s before instability occurs. To verify these improvements were not only present in the simulations a physical prototype was also constructed which when tested succeeded in hovering flight but failed to sustain any significant forward flight. / På senare tid har obemannade quadcopters kraftigt expanderat sina användningsområden, men för längre sträckor slås de fortfarande av konventionella flygplan när det gäller energiåtgång. Det finns hybridkonfigurationer av obemannade farkoster som kombinerar quadcopterns rörlighet och räckvidden av flygplan. Övergången mellan hovrande läge och horisontell flygning är emellertid ett komplext icke-linjärt reglerproblem. För att lösa detta använde en nyligen genomförd studie ett neuralt nätverk som en regulator i ett återkopplat system. Den här styrenheten kunde sömlöst övergå mellan flyglägen och kunde tränas för valfri copterkonfiguration med hjälp av reinforcement learning. Arbetet som presenteras här fokuserar på förbättringar av metoden för regulatordesign som fastställts av nämnda studie, främst med fokus på ökad realism av de aerodynamiska simuleringarna och tillägget av kontrollytor för ökad manövrerbarhet. Dessa förbättringar resulterade i en genererad lyftkraft upp till 37% av farkostens vikt och en förhöjd maxhastighet till 8 m/s före instabilitet. För att verifiera dessa resultat i verkligheten konstruerades en fysisk prototyp som vid försök lyckades stabilisera sig i hovrande läge men inte upprätthålla någon signifikant framåtfart.

In the context of an aviation industry whose top priority is to face the sustainability challenge, the growing civil UAV branch is not an exception. Hydrogen-powered UAVs equipped with PEM (Polymer Electrolyte Membrane) fuel cells are more and more frequently identified as the most convincing and promising technology, particularly for long-endurance mission requirements. However, the onboard carriage of a hydrogen fuel cell leads to unexplored internal flow characteristics, including the introduction of water vapour. The purpose of this master thesis is to develop a valid CFD model and methodology for the internal flow simulation of hydrogen-powered UAVs. Given the strict environmental operational requirements of PEM fuel cells, the intended application of the model is to effectively assess the evolution of the internal bay flow temperature and humidity fields. An explicit-time fourth-order Runge-Kutta projection method is tested successfully on a sample 2D case setup. The case geometry and flow conditions are inspired by the Green Raven UAV project conceived by the Department of Aeronautical and Vehicle Engineering at KTH. / I samband med en flygindustri vars högsta prioritet är att bemöta hållbarhetsutma- ningen är den växande civila UAV-sektorn inget undantag. Vätgasdrivna UAV:er utrustade med PEM (Polymer Electrolyte Membrane) bränsleceller betecknas allt oftare som den mest övertygande och lovande teknologin, särskilt för att de ska kunna utföra långvariga uppdrag. Den ombordgående transporten av en vätebränslecell leder emellertid till outforskade inre flödesfenomen, inklusive alstrad vattenånga. Syftet med detta examensarbete är att utveckla en lämplig CFD-modell och metodik för intern flödesimulering av vätgasdrivna UAV. Med tanke på de strikta miljökraven för PEM-bränsleceller är modellens avsedda tillämpning att eektivt utvärdera utvecklingen av de inre flödestemperaturerna och luftfuktighetsfälten. En tidsexplicit Runge-Kutta-projektionsmetod av fjärde ordningen testas framgångsrikt på ett 2D-exempel. Fallets geometri och flödesförhållanden är inspirerade av Green Raven UAV-projektet som utförts på Farkost och Flyg avdelningen på KTH.

Rapid prototyping has in the last few years gained an ever increasing central role in projects thanks to its agile benefits. Because of that, boundaries regarding what can be accomplished can be pushed and new techniques for achieving goals can be explored at a reasonable cost. A challenge that remains though, is to be able to prototype rapidly with advanced materials such as fibre composites, in a cost effective and reliable manner. The Maritime Robotics Laboratory at KTH Royal Institute of Technology is developing an unmanned fixed-wing aerial vehicle that is also submersible and takes off from the water surface. The design for the craft is completely novel in order to meet the necessary requirements.  The goal of this master's thesis is to assist with the design of the craft in order to ensure its manufacturability. When the design was finished, a structural analysis of said design was performed, utilizing finite element software. This ensured that the correct amount of material was used, where it was needed. Lastly, and the main scope of this thesis, is the manufacture of the components which make up the craft. Several options were considered during the manufacturing process, like vacuum infusion and prepreg due to the varying size and complexity of all the components which are to be manufactured.  More conventional materials (such as medium density fibreboard) was decided upon when manufacturing the molds for the main airframe of the craft due to its sheer size. The method which was decided upon for building all auxiliary components was to use inexpensive 3D-printed polylactic acid molds, coated with glass fibre reinforce adhesive polytetrafluoroethylene film, in conjunction with a low-temperature prepreg. The trials eventually turned out successful and the components which were built using this technique came out according to their specified dimensions that were provided and in accordance to the structural analysis which was conducted. This is promising for rapid prototyping in where only entry-level composites manufacturing equipment is accessible. / "Rapid prototyping" (Snabb prototyptillverkning) har under de senaste åren fått en allt mer central roll i projekt tack vare dess agila fördelar. På grund av detta kan gränser för vad som kan åstadkommas tänjas på och nya tekniker för att uppnå mål kan undersökas till en rimlig kostnad. En utmaning som dock kvarstår är att snabbt kunna ta fram prototyper med avancerade material som fiberkompositer på ett kostnadseffektivt och pålitligt sätt. Maritime Robotics Laboratory vid KTH utvecklar en drönare som är nedsänkbar under vatten och lyfter från vattenytan. Designen för detta är helt ny för att uppfylla den önskade kravspecifikation. Målet med detta examensarbetet är att hjälpa till med utformningen av drönaren för att säkerställa dess tillverkbarhet. Designarbetet omfattar en strukturanalys med användning av finita elementmetoder. Detta för att säkerställa att rätt mängd material används där det behövs. Slutligen, och huvuduppgiften för detta projekt, är tillverkningen av de komponenter som utgör drönaren. Flera alternativ övervägdes under tillverkningsprocessen, som vakuuminjektion och prepreg på grund av den varierande storleken och komplexiteten hos alla komponenter som ska tillverkas. Mer konventionella material (som t.ex. medium density fibre, fiberspånskiva) valdes vid tillverkning av formarna för drönarens skrov på grund av dess stora storlek. Metoden som beslutades för att bygga alla hjälpkomponenter var att använda billiga 3D-printade polylaktid-formar, belagda med glasfiberarmerade självhäftande polytetrafluoreten-film, i kombination med en lågtemperatur prepreg. Försöken blev så småningom framgångsrika och komponenterna som byggdes med dessa metoder blev producerade enligt deras angivna dimensioner som gavs och i enlighet med den strukturella analys som utfördes. Detta är lovande för snabb prototyping där utrustning för produktion med kompositmaterial är begränsad till inträdesnivå.

The Unmanned Aerial Vehicle (UAV) has over the last years become an increasingly prevalent technology in several sectors of modern society. Many UAVs are today used in a wide series of applications, from disaster relief to surveillance. A recent initiative by the Swedish Sea Rescue Society (SSRS) aims to implement UAVs in their emergency response. By quickly deploying drones to an area of interest, an assessment can be made, prior to personnel getting there, thus saving time and increasing the likelihood of a successful rescue operation. An aircraft like this, that will travel great distances, have to rely on a navigation system that does not require an operator to continuously see the vehicle. To travel to its goal, or search an area, the operator should be able to define a travel route that the UAV follows, by feeding it a series of waypoints. As an initial step towards that kind of system, this thesis has developed and tested the concept of waypoint navigation on a small and slow airship/blimp, in a simulated indoor environment. Mainly, two commonly used navigation algorithms were tested and compared. One is inspired by a sub-category of machine learning: reinforcement learning (RL), and the other one is based on the rapidly exploring random tree (RRT) algorithm. Four experiments were conducted to compare the two methods in terms of travel distance, average speed, energy efficiency, as well as robustness towards changes in the waypoint configurations. Results show that when the blimp was controlled by the best performing RL-based version, it generally travelled a more optimal (distance-wise) path than the RRT-based method. It also, in most cases, proved to be more robust against changes in the test tracks, and performed more consistently over different waypoint configurations. However, the RRT approach usually resulted in a higher average speed and energy efficiency. Also, the RL algorithm had some trouble navigating tracks where a physical obstacle was present. To sum up, the choice of algorithm depends on which parameters are prioritized by the blimp operator for a certain track. If a high velocity and energy efficiency is desirable, the RRT-based method is recommended. However, if it is important that the blimp travels as short a distance as possible between waypoints, and a higher degree of consistency in its performance is wanted, then the RL-method should be used. Moving forward from this report, toward the future implementation of both methods in rescue operations, it would be reasonable to analyze their performance under more realistic conditions. This can be done using a real indoor airship. Looking at how hardware that do not exceed the payload of the blimp can execute both methods and how the blimp will determine its position and orientation is recommended. It would also be interesting to see how different reward function affect the performance of the blimp. / Den obemannade luftfarkosten (UAV) har under de senaste åren blivit en teknik vars användning blivit allt vanligare i flera sektorer av det moderna samhället. Olika sorters UAV robotar associeras idag med en omfattande serie användningsområden, från katastrofhjälp till övervakning. Ett nyligen påbörjat initiativ från svenska sjöräddningssällskapet (SSRS) syftar till att implementera drönare i deras utryckningar. Genom att snabbt sända drönare till platsen i fråga, kan en bedömning göras innan personal kommer dit, vilket sparar tid och ökar sannolikheten för en framgångsrik räddningsaktion. En farkost som denna, som kommer att resa långa sträckor, måste förlita sig på ett navigationssystem som inte kräver att en operatör kontinuerligt ser farkosten. För att resa till sitt mål, eller söka av ett område, bör operatören kunna definiera en resväg som drönaren följer genom att ge den en serie vägpunkter. Som ett inledande steg mot den typen av system har denna uppsats utvecklat och testat begreppet vägpunktsnavigering på ett litet och långsamt luftskepp/blimp, i en simulerad inomhusmiljö. Huvudsakligen testades och jämfördes två vanligt förekommande navigationsalgoritmer. En inspirerad av en underkategori till maskininlärning: förstärkningsinlärning (RL), och den andra baserad på rapidly exploring random tree (RRT) algoritmen. Fyra experiment utfördes för jämföra båda metoderna med avseende på färdsträcka, medelhastighet, energieffektivitet samt robusthet gentemot ändringar i färdpunktskonfigurationerna. Resultaten visar att när blimpen kontrollerades av den bästa RL-baserade versionen åkte den generellt en mer avståndsmässigt optimal väg än när den RRT-baserade metoden användes. I de flesta fallen visade sig även RL-metoden vara mer robust mot förändringar i testbanorna, och presterade mer konsekvent över olika vägpunktskonfigurationer. RRT-metoden resulterade dock vanligtvis i en högre medelhastighet och energieffektivitet. RL-algoritmen hade också problem med att navigera banor där den behövde ta sig runt ett hinder. Sammanfattningsvis beror valet av algoritm på vilka parametrar som prioriteras av blimpoperatören för en viss bana. Om en hög hastighet och energieffektivitet är önskvärd rekommenderas den RRT-baserade metoden. Men om det är viktigt att blimpen reser så kort avstånd som möjligt mellan färdpunkterna, och har en jämnare prestanda, bör RL-metoden användas. För att ta nästa steg, mot en framtida implementering av båda metoder i räddningsoperationer, vore det rimligt att analysera deras prestanda under mer realistiska förhållanden. Detta skulle kunna göras inomhus med ett riktigt luftskepp. Författarna rekommenderar att undersöka om hårdvara som inte överstiger blimpens maxlast kan utföra båda metodernas beräkningar och hur blimpen bestämmer sin position och orientering. Det skulle också vara intressant att se hur olika belöningsfunktioner påverkar blimpens prestanda.

Att tidigt kunna detektera samt åtgärda sättningar och deformationer är viktigt inom exempelvis bygg-, anläggnings- och gruvindustrin för att kontrollera att verksamheten inte påverkar närliggande områden och strukturer. UAV (Unmanned Aerial Vehicle) fotogrammetri är en lämplig metod för att utföra upprepade mätningar i svårtillgänglig miljö där sättningar kan uppkomma. Syftet med denna studie har varit att undersöka möjligheten till att detektera sättningar med UAV fotogrammetri samt att jämföra direkt och indirekt georeferering. Detta har undersökts genom att ett antal objekt har använts till att simulera sättningar med förändringar på centimeternivå. Området som studien utfördes på flögs över med en fotogrammetrisk UAV i två epoker varav den första epoken var innan sättning och den andra epoken var efter en simulerad sättning av objekten. Punkter markerades på objekten vilka mättes in med totalstation för båda epokerna och dessa mätningar användes som referensvärden (hädanefter kallat True Value). Bearbetning skedde därefter i två programvaror: Agisoft Metashape och Leica Infinity. I Metashape skapades punktmoln för båda epokerna indirekt georefererade med markstödpunkter. I Infinity skapades punktmoln för båda epokerna direkt georefererade med Nätverks-RTK (N-RTK). Punktmolnens avvikelser mot kontrollpunkter kontrollerades. Koordinater för markeringarna på objekten extraherades och jämfördes med koordinater inmätta med totalstation. Resultatet av bearbetningen blev fyra olika punktmoln. I de indirekt georefererade punktmolnen var det möjligt att detektera deformeringar på centimeternivå. Det var däremot inte möjligt i de direkt georefererade punktmolnen då de var påverkade av ett systematiskt fel i höjd. De två programvarornas arbetsgång och resultat jämfördes även mot varandra och där kan det konstateras att om de två programvarorna båda har höga systemkrav så var Leica Infinity betydligt mer krävande både vad gäller hårdvara och tidsåtgång än Agisoft Metashape. De slutsatser vi kan dra utifrån denna studie är att N-RTK ännu inte är en tillräckligt bra georefereringsmetod när låga osäkerheter efterfrågas. I detta fall är indirekt georeferering eller registrering av punktmolnen med hjälp av ICP (Iterative Closest Point) algoritmer att föredra. Det är också viktigt att generera punktmoln med en så hög punkttäthet som möjligt för att kunna göra noggranna mätningar i molnen. / The early detection and measure of subsidence and deformations is important within construction-, civil engineering and the mining industry to control whether the operations affect nearby areas and structures. UAV (Unmanned Aerial Vehicle) photogrammetry is a suitable method to conduct repeated measurements in environments which is hard to access where subsidence can occur. The purpose of this study has been to investigate the possibility of detecting subsidence with UAV photogrammetry and compare direct and indirect georeferencing. This has been investigated by using several objects to simulate subsidence at centimeter level. The area where the study was conducted was flown over with a photogrammetric UAV in two epochs of which the first epoch was before subsidence and the second epoch was after a simulated subsidence of the objects. Points was marked on the objects who were measured with a total station for both epochs and these measurements was used as reference values (hereafter called True Value). Processing was thereafter done in two different software: Agisoft Metashape and Leica Infinity. In Metashape point clouds was created for both epochs indirectly georeferenced with ground control points. In Infinity point clouds was created for both epochs directly georeferenced with Network-RTK (N-RTK). The deviations of the point clouds towards checkpoints were verified. Coordinates of the markings on the objects was extracted and compared against coordinates measured with total station. The photogrammetric processing resulted in four different point clouds. In the indirectly georeferenced pointclouds it was possible to detect deformations at centimeterlevel. This was however not possible using the directly georeferenced pointclouds as they were affected by a systematic error in heigth. The workflow and the resulting point clouds from the two different software was also compared to each other and by that it was established that even though they both have high system requirements the Leica Infinity software was much more demanding and additionally time consuming. The conclusion from this study is that N-RTK is not yet a satisfactory method for georeferencing when low uncertainties are required. In this case, indirect georeferencing or registration of the point clouds with ICP (Iterative Closest Point) algorithms is to be preferred. It is also important to create point clouds with the highest density possible to be able to make exact measurements.

Potholes are caused by erosion and as such always emerging on our roadnetwork. Potholes may not only cause great damages to vehicles, but can alsocause road accidents, which in the worst case are fatal. Today, the detection ofpotholes is usually based on citizen reports or ocular inspection by vehicle,where a loose description of the potholes properties and location can be given.Recent research has explored the possibility of aerial inspection of paved roadswith the new, cost effective, Structure-from-Motion (SfM) technique, whichcan produce 3D point clouds from photogrammetric data. SfM point cloudshave then been used in conjunction with processing algorithms toautomatically detect and extract potholes from paved surfaces. However, theresults have not been optimal for practical use. The purpose of this study is,therefore, to explore the possibility of using UAV LiDAR for potholedetection in paved roads as a better alternative to the currently popularStructure-from-Motion (SfM) technique. A LiDAR point cloud is derived by alaser scanner and may have several advantages over SfM, for instance, theinsensitivity to poor light conditions and modelling errors. This study is setout to answer how point clouds derived from UAV SfM and UAV LiDARcompare to each other regarding detecting potholes of different sizes, wheredetected potholes will be compared to ground truth data. An elevation check,consisting of 126 height control points along the paved road, will also be usedto evaluate the height accuracy in the clouds. Data collection is done with theUAV system mdLiDAR3000DL aaS containing a RIEGL miniVUX-1DLlaser scanner for LiDAR data and Sony RX1R II 42.4 megapixel camera forSfM data. The data for both methods are collected during the same flight. Theproposed method automatically detects and extracts potholes from a pavedsurface based on the vertical distance to local reference planes which representthe undamaged road surface. The point clouds are filtered in CloudComparebefore imported to TerraScan for detection and extraction of potholes. Theextraction results are then controlled by a set of terrestrial measurements bytotal station. The results show that potholes with a smaller width of at least16.5 cm and a depth of at least 2.7 cm can be detected and extracted frompoint clouds derived by UAV LiDAR at a flight altitude of 30 m. Theextracted potholes had a standard deviation of 1.40 cm in width and 6.7 mmin depth. Shadows on the road caused height anomalies in the point cloudproduced by Structure-from-Motion (SfM), which made pothole detectionimpossible with the proposed methodology. / Potthål skapas genom erosion i vägar och uppstår varje år i vägnätet. Skadornapåverkar inte bara fordonens skick, utan kan även vara orsaken till olyckorsom i vissa fall är dödliga. I dagsläget detekteras potthål genom ockulärt frånfordon av kommunala arbetare eller så rapporteras de in av medborgare via etjänst där en lös beskrivning kan ges angående potthålens egenskaper ochposition.På senare tid har studier utforskat möjligheterna för flygburen inspektion avasfalterade vägar med den nya, kostnadseffektiva, Structure-from-Motion(SfM) tekniken som kan producera 3D-punktmoln från fotogrammetrisk data.Punktmolnen som är framtagna genom denna metod har vidare använtstillsammans med bearbetningsalgoritmer för att detektion och extraktion avpotthål i asfalterade vägar. Dock har resultaten inte varit optimala för attmetoden ska fungera i praktiken. Syftet med den här studien är därför attutforska möjligheten för att använda UAV LiDAR som en bättre metod fördenna process. Punktmoln framtagna genom LiDAR-teknik, mer känt somlaserskanning, kan ha ett flertal potentiella fördelar över SfM som okänslighetmot modelleringsfel och dåliga ljusförhållanden.Denna studie ger svar på hur punktmoln framtagna genom UAV LiDAR ochUAV SfM förhåller sig till varandra när det gäller detektion av potthål i olikastorlekar från asfalterade vägar, där potthålens dimensioner kommer attjämföras mot markbundna kontrollmätningar. Vidare görs en höjdkontrollmot 126 höjdstöd i båda punktmolnen för att jämföra kvaliteten förhöjdmätningar på den asfalterade vägen genom respektive metod.Insamlingen av data gjordes samtidigt under samma flygning för bådametoderna. Drönaren som användes var Microdrones mdLiDAR3000DL aaSmed en RIEGL miniVUX-1DL laserskanner och en Sony RX1R II 42,4megapixelkamera monterad. Mjukvarorna som har använts för bearbetning ärCloudCompare för filtrering av brus med mera och TerraScan för självadetektions -och extraktionsprocessen.Resultatet visar att det är möjligt att extrahera potthål från LiDAR-baseradepunktmoln med en mindre bredd på minst 16,5 cm och ett djup på 2,7 cm.Standardavvikelsen för potthålens bredd är 1,4 cm och 6,7 mm i djup.Grupper av avvikande punkter skapades på vägen i det SfM-baseradepunktmolnen som en följd av ett modelleringsfel i skuggområden på vägen,vilket vidare gjorde detektion -och extraktionsprocessen omöjlig med denframtagna metoden.

Zur Überwachung geotechnischer Schwerpunktbereiche kommen in den Tagebauen der Lausitz Energie Bergbau AG unterschiedliche Systeme zum Einsatz. Eine hohe Flexibilität und erweitere Einsatzmöglichkeiten ergaben sich durch die Verbindung einfacher GNSS-Empfänger und geotechnischer Sensoren zu einem Gesamtsystem (A07Geo). Darüber hinaus werden A07-Empfänger zur Bewältigung vielfältiger Fragestellungen herangezogen. Zwei im Bestand der Markscheiderei befindliche UAV’s eröffnen die Möglichkeit, bei geotechnischen Ereignissen schnellstmöglich auch georeferenziertes Bild- und Videomaterial sowie daraus resultierend Volumenbestimmungen und weiterführende Messungen zur Verfügung zu stellen. Daneben werden aktuell geotechnische Einsatzszenarien für eine Wärmebildkamera näher untersucht.

In this thesis, black-box models describing the quadcopter system dynamics for attitude control have been estimated using closed-loop data. A quadcopter is a naturally unstable multiple input multiple output (MIMO) system and is therefore an interesting platform to test and evaluate ideas in system identification and control theory on. The estimated attitude models have been shown to explain the output signals well enough during simulations to properly tune a PID controller for outdoor flight purposes. With data collected in closed loop during outdoor flights, knowledge about the controller and IMU measurements, three decoupled models have been estimated for the angles and angular rates in roll, pitch and yaw. The models for roll and pitch have been forced to have the same model structure and orders since this reflects the geometry of the quadcopter. The models have been validated by simulating the closed-loop system where they could explain the output signals well. The estimated models have then been used to design attitude controllers to stabilize the quadcopter around the hovering state. Three PID controllers have been implemented on the quadcopter and evaluated in simulation before being tested during both indoor and outdoor flights. The controllers have been shown to stabilize the quadcopter with good reference tracking. However, the performance of the pitch controller could be improved further as there have been small oscillations present that may indicate a stronger correlation between the roll and pitch channels than assumed.

ITC/USA 2007 Conference Proceedings / The Forty-Third Annual International Telemetering Conference and Technical Exhibition / October 22-25, 2007 / Riviera Hotel & Convention Center, Las Vegas, Nevada / Aerocross Systems, Inc. is developing a low-cost unmanned airborne telemetry relay system to augment the USAF Air Armament Center’s Eglin Gulf Range instrumentation resources. The system is designed to remotely autotrack and relay S-Band telemetry and VHF/UHF voice communications from test articles beyond the line-of-sight of land-based instrumentation. The system consists of a medium altitude/endurance Unmanned Aerial Vehicle (UAV), a Mission Control Station, and a remotely operated telemetry/voice tracking and relay instrumentation suite. Successfully developed and deployed, the system will contribute to lower range costs while enhancing range instrumentation performance.