This project presents a motion planning algorithmcapable of generating a quadrotor UAV trajectory between aninitial state and a goal state in an obstacle-cluttered environment.This trajectory is dynamically feasible, collision free and optimalby minimizing a cost function in jerk. The algorithm consistsof incrementally expanding a set of concatenated trajectoriesdefined as motion primitives, stored in a tree data structure, untila feasible high-level trajectory is found. TheA∗sorting algorithmis utilized to sort the tree by least cost, hence ensuring the optimaltrajectory is found. In case of narrow spaces requiring someangled UAV attitude, aggressive maneuvering can be attemptedto achieve a feasible trajectory. Two scenarios are introducedfor which feasible trajectories are calculated. These scenariosare also virtually simulated by coupling a UAV dynamic modelwith a feedback controller, for which the feasible trajectories areachieved despite introducing artificial disturbances in the controlinputs. Limitations of the implemented methods are mentioned,together with suggestions to areas of improvement, at the end ofthe report. / Detta projekt presenterar en rörelseplaneringsalgoritm som genererar en bana mellanett initialtillstånd och ett slutmålstillstånd för en fyrmotorigUAV i ett rum med hinder. Denna bana är dynamiskgenomförbar, kollisionsfri samt optimal genom att minimeraen kostnadsfunktion i ryck. Algoritmen består av att stegvis utöka en uppsättning av hoplänkade banor definierade sommotion primitives, som lagras i ett träd (datastruktur), tills engenomförbar bana hittas. SorteringsalgoritmenA∗användsför att sortera trädet efter minst kostnad, vilket säkerställer att den optimala banan hittas. I fallet med små utrymmen,som kräver en vinklad orientering hos UAV:n, kan aggressivamanövrar utföras för att försöka hitta en genomförbar bana.Två scenarion presenteras där genomförbara banor beräknasfram. Dessa scenarion simuleras också virtuellt genom attkoppla UAV:ns dynamiska modell med ettåterkopplingssystem,där banorna genomförs trots att artificiella störningar införsi kontrollsignalerna. Begränsningar i metoden och förslag på förbättringar diskuteras i slutet på rapporten. / Kandidatexjobb i elektroteknik 2020, KTH, Stockholm
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-293765 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Skjernov, Fredrik, Palfelt, Oscar |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2020:126 |
Page generated in 0.0018 seconds