Testning av flygkontroller på en verklig kvadrokopter är en farlig och utmanande process eftersom kvadrokoptern kan krascha om flygkontrollern inte fungerar eller ifall operatören saknar flygerfarenheter. Den nuvarande lösningen är att montera kvadrokoptern i en mekanisk anordning som möjliggör testning av flygkontroller i säkra miljöer. Problemet med de befintliga testanordningarna är att de inte kan ge realistiska simuleringsförhållanden eftersom de i viss mån påverkar kvadrokopterns rörelse med följden att flygkontroller som utvecklas har begränsad grad av kontroll på kvadrokoptern. Syftet är att utforma en mekanisk anordning som ska ge möjlighet att både testa samt övningsflyga kvadrokoptern utan risk för personliga och materiella skador. Målet är att ta fram ritningar som ska kunna utgöra underlag för framtagning av en testprototyp. En litteraturstudie på befintliga testanordningar genomfördes som användes som underlag tillsammans med kvalitetshuset för att ta fram en kravspecifikation. Därefter genererades ett antal koncept som utvärderades med hjälp av beslutsmatris. Det valda konceptet modellerades sedan i CAD-programmet och utifrån den virtuella modellen konstruerades en verklig modell i trä som testades för att verifiera dess funktion. Resultatet är en fjäderbalanserad testanordning med sex frihetsgrader. Det är en konstruktion i aluminium innehållande en mekanisk arm som ger tre translationsfrihetsgrader, ett kulledsfäste som ger tre rotationsfrihetsgrader samt dragfjädrar för att tyngdkraftskompensera systemet. Testning av trä-modellen uppvisar att kvadrakoptern måste framföras i full fart för att styras tillsammans med armen eftersom friktionen mellan testanordningens leder är hög. Under förutsättning att friktionen mellan lederna kan hanteras verkar det att testanordningen uppfyller de ställda teoretiska förutsättningarna för att inte ha någon väsentlig påverkan på kvadrokoptern. Ändå kravs det kvalificerade tester innan något påstående att testanordningen inte påverkar kvadrokopterns rörelse och därmed kan ge realistiska flygsimuleringsförhållanden, ska kunna anges. / Testing of autonomous flight controllers on a real quadrocopter is a dangerous and challenging process because the quadrocopter can crash in case the flight controller does not function properly or in case the operator has no flight experience. The current solution is to mount the quadrocopter on a teststand, which allow the testing of flight controller in safe environments. The problem with the existing teststands is that they cannot provide realistic free flight conditions as they, to some extent, affect quadrocopter’s movement. Consequently, the developed flight controller is partially able to control the quadrocopter. The purpose with this study is to design a mechanical device for use in testing and learning to fly a quadrocopter without the risk of crashing the flying model or harming the people involved. The goal is to provide drawings for developing a test prototype.In order to understand the problem a literature review of previous test devices was carried out. The findings from the literature review were used in combination with Quality Function Deployment technique to create a House of Quality and thus develop a set of engineering specifications. After that, a number of concepts was generated and then evaluated by Pugh’s method. The selected concept was modeled in the CAD-software and based on the virtual model, a real model made of wood was constructed and tested in order to verify the function of the testbed. The final result is a spring-balanced test device with six degrees of freedom. It is a structure consisting of a mechanical arm providing three translational degrees of freedom, a swivel joint with three rotational degrees of freedom and a set of extension springs to achieve gravity balancing. The experimental results from the wooden model shows that the quadrocopter is required to fly at full speed in order for it to operate with the arm due to the high friction between the joints. Under the condition that the friction between the joints can be managed, the test device seems to fulfill the theoretical requirements for simulating free flight condition. Nevertheless, it requires specialized and advanced testing before any assertion that the test device does not affect the dynamics of quadrocopter and thus it can provide completely realistic flight conditions, can be made.

AirSim is a new simulator developed as a plugin for the Unreal Engine, aiming to be a useful tool aiding the development and testing of algorithms for autonomous vehicles. Due to AirSim still being in its infancy there is little to none research available of its possibilities or detailed guidelines and tutorials on how to use its APIs.Rust is a new systems programming language with the purpose of being safe, practical and concurrent which through design choices can solve some of the major drawbacks of the C programming language such as memory leaks, thread management, and segmentation faults.Researching the features of AirSim and its different ways of communicating, we determine the possibility of implementing a custom flight controller in Rust and C able to control a drone in the simulator and evaluate the capabilities of Rust compared to C. This is conducted by reading available documentation for AirSim, studying the source code and learning about the communication protocols used by AirSim.This thesis results in an implementation of a custom flight controller in Rust and C that controls a drone in AirSim using a communication protocol named MAVLink which enables fine-grained control of the motors. The conclusion made about the comparison of Rust and C is that both languages were able to implement the safety-critical functionality of the flight controller and that Rust provided capabilities which could be useful when developing safety-critical systems. / AirSim är en ny simulator utvecklad som ett plugin för Unreal Engine, med målet att fungera som ett hjälpmedel inom utveckling och testning av algoritmer för autonoma fordon. På grund av att AirSim fortfarande är väldigt ungt finns väldigt lite forskning tillgänglig om dess möjligheter eller detaljerade riktlinjer och beskrivningar för användningen av dess APIer.Rust är ett nytt programmeringsspråk med målet att vara säkert, praktiskt och parallellt vilket genom designval kan lösa några av de största problemen med programmeringsspråket C som till exempel minnessläckor, trådhantering och segmenteringsfel.Genom att undersöka funktionerna i AirSim och dess olika sätt att kommunicera, utforskar vi möjligheten av att utveckla en egen flygkontroller i Rust och C som kan styra en drönare i simulatorn och utvärdera Rust i förhållande till C. Detta genomförs genom att läsa tillgänglig dokumentation för AirSim, studera källkoden och lära oss de kommunikationsprotokoll som används av AirSim.Denna avhandling resulterar i implementationen av en egen flygkontroller i Rust och C som styr en drönare i AirSim med kommunikationsprotokollet MAVLink, vilket möjliggör en noggrann kontroll av motorerna. Slutsatsen gällande Rust och C är att båda språken fungerade väl för implementationen av säkerhetsritiska funktioner i flygkontrollern samt att Rust erbjöd förmågor som kan visa sig vara användbara vid utveckling av säkerhetskritiska system.