Eintrag 8: Experiment 1: Simulation

Um das Verhalten der Quadrokopter zu analysieren, werden wir in nächster Zeit vier Experimente mit entweder einem oder zwei FINken zuerst in der Simulation und dann in der Realität durchführen. Die virtuelle Arena entspricht dabei dem realen Abbild nach den Maßen 4m x 3m sowie einer Höhe von 3,5m. Die Distanzsensoren sind auf ein mittelwertiges Gaußsches Rauschen eingestellt, mit einer Standardabweichung von 0,05m. Der simulierte Luftroboter hat keinen Zugang zu seiner globalen Position und kann nur die Höhe und xy-Koordinaten verändern. Pro Versuch dauert die Simulation circa 90 Sekunden. Der in den Experimenten genutzte Modus ist der Wall-Avoidance-Mode, das heißt, der Lotse kann den Kopter nicht aktiv steuern.

Simulation

Screenshot (42).png

(Bilder der Simulation von Quadrokopter mit Distanzmessung (links) und Positionsverhalten (rechts)

Experiment 1: Simulation

Wie man dem Teil a der folgenden Grafik entnehmen kann, zeigt das Experiment das Verhalten von einem simulierten Quadrokopter. Abhängig von der aktuellen Position in der Arena misst dieser die Distanzen nach vorne und hinten und passt seine Lage dementsprechend an. Wir beobachten, dass der Luftroboter sich trotz verrauschter Sonarmessungen stabil verhält. Im Teil b wird der Versuch diesmal mit zwei FINken ausgeführt. Die Kopter bewegen sich hauptsächlich in der Nähe ihrer Startposition und bewegen sich stabil. Das erwartete Ergebnis wurde bestätigt, wie man den folgenden Grafiken entnehmen kann. Die farblich markierten Bereiche zeigen, wie häufig sich ein Kopter darin aufgehalten hat. Die roten Bereiche charakterisieren einen häufigen Aufenthalt, in dem blauen Bereich war der Kopter eher selten.

Screenshot (43)

Die gerade beschriebenen Experimente zeigen, dass die Quadrokopter in der Simulation trotz lauter Sensormessungen und keinem Zugang zu globalen Positionsinformationen ein stabiles Verhalten aufweisen.

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Autor: finjahuber

Dieser wissenschaftliche Blog ist im Rahmen eines medienpädagogischen Projektes in Zusammenarbeit mit dem Swarm Lab des Instituts für Intelligente Kooperierende Systeme (IKS) entstanden und befasst sich mit der Entwicklung in der Quadrocopter-Forschung. Alle Blogeinträge sind auf den Technical Report Evaluation platform for micro aerial indoor swarm robotics aus 2016 zurückzuführen.