Merenje visine leta kvadkoptera pomoću low-cost barometarskog, infracrvenog, ultrazvučnog i lidar senzora
Quadcopter altitude estimation using low-cost barometric, infrared, ultrasonic and LIDAR sensors
Апстракт
Cilj ovog istraživanja je procena različitih low-cost senzora za merenje visine leta bespilotne letelice sa više rotora na malim visinama. Primenjene su metode filtriranja podataka i druge metode u cilju optimizacije performansi i tačnosti merenja senzora. Izvšrena su merenja visine leta, a podaci su uskladišteni za kasniju analizu u odnosu na stvarnu visinu leta. Izračunati su stepeni korelacije i srednja kvadratna greška u merenju senzora sa ciljem procene rada senzora. Na osnovu rezultata istraživanja moguće je odrediti izbor adekvatnog senzora za ovu specifičnu primenu. Ovo istraživanje je pokazalo da je u uslovima ovog eksperimenta najbolje rezultate imao lidar senzor Garmin LIDAR-Lite V3HP i senzor Bosch Sensortech BME280 sa mogućnošću istovremenog merenja vlažnosti vazduha, atmosferskog pritiska i temperature.
The goal of this research is to assess the different low-cost sensors for flight altitude measuring of a multirotor UAV at low altitude flight. For optimizing the sensor performances and accuracy, data filtering and other methods were applied. The flight altitude data were collected and stored for later analysis with reference to the true altitude. The correlation coefficient and the mean squared error were calculated in order to assess the sensors' performance. On the basis of the results of the study, it was possible to determine the choice of the adequate sensor for this specific use. The study showed that the best characteristics for this experiment conditions had the Garmin LIDAR-Lite V3HP sensor and the Bosch Sensortech BME280 that combined air humidity, atmospheric pressure, and air temperature sensor.
Кључне речи:
ultrasonic / UAV altitude estimation / LIDAR / infrared / barometerИзвор:
FME Transactions, 2021, 49, 1, 21-28Издавач:
- Univerzitet u Beogradu - Mašinski fakultet, Beograd
DOI: 10.5937/fme2101021R
ISSN: 1451-2092
WoS: 000595729200002
Scopus: 2-s2.0-85098966010
Колекције
Институција/група
Mašinski fakultetTY - JOUR AU - Ranđelović, Dušan M. AU - Vorotović, Goran AU - Bengin, Aleksandar AU - Petrović, Pavle N. PY - 2021 UR - https://machinery.mas.bg.ac.rs/handle/123456789/3554 AB - Cilj ovog istraživanja je procena različitih low-cost senzora za merenje visine leta bespilotne letelice sa više rotora na malim visinama. Primenjene su metode filtriranja podataka i druge metode u cilju optimizacije performansi i tačnosti merenja senzora. Izvšrena su merenja visine leta, a podaci su uskladišteni za kasniju analizu u odnosu na stvarnu visinu leta. Izračunati su stepeni korelacije i srednja kvadratna greška u merenju senzora sa ciljem procene rada senzora. Na osnovu rezultata istraživanja moguće je odrediti izbor adekvatnog senzora za ovu specifičnu primenu. Ovo istraživanje je pokazalo da je u uslovima ovog eksperimenta najbolje rezultate imao lidar senzor Garmin LIDAR-Lite V3HP i senzor Bosch Sensortech BME280 sa mogućnošću istovremenog merenja vlažnosti vazduha, atmosferskog pritiska i temperature. AB - The goal of this research is to assess the different low-cost sensors for flight altitude measuring of a multirotor UAV at low altitude flight. For optimizing the sensor performances and accuracy, data filtering and other methods were applied. The flight altitude data were collected and stored for later analysis with reference to the true altitude. The correlation coefficient and the mean squared error were calculated in order to assess the sensors' performance. On the basis of the results of the study, it was possible to determine the choice of the adequate sensor for this specific use. The study showed that the best characteristics for this experiment conditions had the Garmin LIDAR-Lite V3HP sensor and the Bosch Sensortech BME280 that combined air humidity, atmospheric pressure, and air temperature sensor. PB - Univerzitet u Beogradu - Mašinski fakultet, Beograd T2 - FME Transactions T1 - Merenje visine leta kvadkoptera pomoću low-cost barometarskog, infracrvenog, ultrazvučnog i lidar senzora T1 - Quadcopter altitude estimation using low-cost barometric, infrared, ultrasonic and LIDAR sensors EP - 28 IS - 1 SP - 21 VL - 49 DO - 10.5937/fme2101021R ER -
@article{ author = "Ranđelović, Dušan M. and Vorotović, Goran and Bengin, Aleksandar and Petrović, Pavle N.", year = "2021", abstract = "Cilj ovog istraživanja je procena različitih low-cost senzora za merenje visine leta bespilotne letelice sa više rotora na malim visinama. Primenjene su metode filtriranja podataka i druge metode u cilju optimizacije performansi i tačnosti merenja senzora. Izvšrena su merenja visine leta, a podaci su uskladišteni za kasniju analizu u odnosu na stvarnu visinu leta. Izračunati su stepeni korelacije i srednja kvadratna greška u merenju senzora sa ciljem procene rada senzora. Na osnovu rezultata istraživanja moguće je odrediti izbor adekvatnog senzora za ovu specifičnu primenu. Ovo istraživanje je pokazalo da je u uslovima ovog eksperimenta najbolje rezultate imao lidar senzor Garmin LIDAR-Lite V3HP i senzor Bosch Sensortech BME280 sa mogućnošću istovremenog merenja vlažnosti vazduha, atmosferskog pritiska i temperature., The goal of this research is to assess the different low-cost sensors for flight altitude measuring of a multirotor UAV at low altitude flight. For optimizing the sensor performances and accuracy, data filtering and other methods were applied. The flight altitude data were collected and stored for later analysis with reference to the true altitude. The correlation coefficient and the mean squared error were calculated in order to assess the sensors' performance. On the basis of the results of the study, it was possible to determine the choice of the adequate sensor for this specific use. The study showed that the best characteristics for this experiment conditions had the Garmin LIDAR-Lite V3HP sensor and the Bosch Sensortech BME280 that combined air humidity, atmospheric pressure, and air temperature sensor.", publisher = "Univerzitet u Beogradu - Mašinski fakultet, Beograd", journal = "FME Transactions", title = "Merenje visine leta kvadkoptera pomoću low-cost barometarskog, infracrvenog, ultrazvučnog i lidar senzora, Quadcopter altitude estimation using low-cost barometric, infrared, ultrasonic and LIDAR sensors", pages = "28-21", number = "1", volume = "49", doi = "10.5937/fme2101021R" }
Ranđelović, D. M., Vorotović, G., Bengin, A.,& Petrović, P. N.. (2021). Merenje visine leta kvadkoptera pomoću low-cost barometarskog, infracrvenog, ultrazvučnog i lidar senzora. in FME Transactions Univerzitet u Beogradu - Mašinski fakultet, Beograd., 49(1), 21-28. https://doi.org/10.5937/fme2101021R
Ranđelović DM, Vorotović G, Bengin A, Petrović PN. Merenje visine leta kvadkoptera pomoću low-cost barometarskog, infracrvenog, ultrazvučnog i lidar senzora. in FME Transactions. 2021;49(1):21-28. doi:10.5937/fme2101021R .
Ranđelović, Dušan M., Vorotović, Goran, Bengin, Aleksandar, Petrović, Pavle N., "Merenje visine leta kvadkoptera pomoću low-cost barometarskog, infracrvenog, ultrazvučnog i lidar senzora" in FME Transactions, 49, no. 1 (2021):21-28, https://doi.org/10.5937/fme2101021R . .