Implementation of a fixed-wing UAV autopilot in Snapdragon Flight board

Abstract

Nos dias atuais, o desenvolvimento de controladores de voo de ponta é um desafio tanto para a indústria, quanto para a pesquisa. O rápido aumento do número de aplicações que utilizam veículos autônomos é principalmente devido aos recentes avanços na eletrônica de estado sólido, que permite a miniaturização dos disponitivos embarcados, como sensores, microprocessadores e antenas. Assim, à medida que novas tecnologias estão disponíveis, o desenvolvimento de sistemas de VANTs (veículos aéreos não-tripulados) rentáveis também vem sendo enfatizado. O objetivo deste trabaho é propor uma nova plataforma que embarca um piloto automático profissional – beseado no projeto PX4 – na plataforma Snapdragon Flight, um computador de bordo de ponta introduzido pela Qualcomm que visa o desenvolvimento de novos veículos autônomos para os mercados consumidores, empresariais e amadoristas. Uma vez que esta configuração tem boas propriedades de captura de imagens e de estabilidade, optou-se por um estrutura de asa fixa, mais especificamente, o VANT profissional Zangão V da empresa SkyDrones. Após uma breve introdução sobre os principais conceitos de voo de uma aeronave de asa fixa, apresentamos uma arquitetura de plataforma fiável, que ambiciona o desenvolvimento futuro de novas aplicações para VANTs de asa fixa, tirando proveito assim da alta capacidade de processamento da plataforma Snapdragon Flight. Por fim, alguns comentários sobre os potenciais, limitações e eventuais trabalhos futuros da plataforma são tecidos no final deste relatório.

In our days, developing high-end flight controllers is a challenge in industry and research. This rapid growth of the variety of applications using autonomous vehicles is mainly due to the recent advances is solid state electronics, which allows the miniaturization of the embedded devices, such as sensors, microprocessors and antennas. Thus, as new technologies are available, developing cost-e ective UAV systems is also being emphasized. The goal of this work is to propose a new platform which embeds a professional solution autopilot – based on the PX4 project – in the Snapdragon Flight board, a high-end onboard computer introduced by Qualcomm, which aims the development of new autonomous vehicles for consumer, enterprise and hobbyist markets. Since it has very appropriated imaging and stability capabilities, a fixed-wing airframe is chosen, more specifically, Zangão V professional solution UAV by SkyDrones. After a brief introduction about the main concepts of a fixed-wing aircraft flight, we present a reliable platform architecture, which should support the further development of new applications for fixed-wing UAVs, by taking advantage of the high processing capacity of Snapdragon Flight board. At last, some remarks on the platform potentials, limitations and eventual future projects are made at the end of this report.