Implementation of anti-collision sensors in a simulated UAV environment

In the recent years, the drone industry has established itself as one of the most promising fields of technological development: it grew - and it is still expected to grow - exponentially, reaching selling records. At the same time, it unlocked many new applications, feeding the research on the topic. Purpose of this thesis is to study the implementation of an anti-collision system on a homebuilt hexacopter: after a short digression on the history of unmanned aerial vehicles, useful to frame the technological context, the autopilot will be introduced with a comparison between different models on the market and a brief analysis of the source code. Thanks to this, and to the relative documentation, parameters acting on attitude control have been identified. The anti-collision is designed to be implemented using a laser sensor, which has been properly modeled in a simulated environment. Also, after comparing pros and cons of different kind of sensors and highlighting the reasons behind the choice that will be made, a test planning to evaluate the sensor is presented. The simulation environment will then be introduced and analysed, with a detailed description of the dynamics simulator: this choice allows to test without risks and costs related to a real life experiment while keeping the research active. Future works are then presented along with the effi cient simulation of an anti-collision test.

Negli ultimi anni, l'industria dei droni si è confermata come uno dei campi pi ù promettenti per lo sviluppo tecnologico, crescendo esponenzialmente (con una crescita che non accenna a fermarsi) e raggiungendo vendite record. Al tempo stesso, questa nuova industria ha aperto la strada a molte nuove applicazioni, alimentando la ricerca accademica sull'argomento. L'obiettivo di questa tesi consiste nello studio dell'implementazione di un sistema anticollisione su un esacottero autocostruito: dopo una breve digressione sulla storia dei velivoli a pilotaggio remoto, utile per inquadrare il contesto tecnologico, si introdurr à l'autopilota con un confronto tra diversi modelli presenti sul mercato con alcuni accenni al codice sorgente. Grazie a questo e alla sua relativa documentazione si sono identificati i parametri che governano il controllo del velivolo. L'anticollisione è progettata per essere implementata con un sensore laser, che è stato adeguatamente modellato in un ambiente simulato. Inoltre, dopo aver confrontato vantaggi e svantaggi di diversi tipi di sensore ed evidenziato le motivazioni dietro alla scelta che viene effettuata, verrà presentata una preventiva di prova per un test valutativo del sensore. Successivamente si introdurrà l'ambiente di simulazione, con una descrizione dettagliata del simulatore dinamico: questa scelta permette di effettuare prove senza rischi e costi legati ad un esperimento reale, mantenendo al tempo stesso attiva la ricerca. Sviluppi futuri sono infine presentati, insieme ad una simulazione di un test completo.