Conception et implementation d'un module de positionnement avecs application sur la commande d'un systeme quadrotor

Abstract

Le travail présenté dans ce mémoire s'inscrit dans le cadre de la navigation et la commande des systèmes volants. Il s'agit de concevoir et d'implémenter un système de positionnement global à base des informations acquises d'un récepteur GPS, d'un compas magnétique et d'un accéléromètre 03-axes. La première partie de ce travail consistait à implémenter et à simuler le module de positionnement sous Simulink (Matlab), où la fusion des données et assurée en s'appuyant sur le Filtre complémentaire. Par la suite, une validation expérimentale a été entamée à travers une mise en œuvre expérimentale des algorithmes développés précédemment sur une carte programmable type Arduino-Nano en utilisant le capteur inertielle MPU6050, le magnétomètre HMC5883L et le récepteur-GPS U-blox M8. Des résultats satisfaisants sont obtenus à l'issue de l'implémentation en termes de précision et de fiabilité de l'estimation des angles d'Euler et de la position instantanée d'un vecteur aérien.

Abstract The work presented in this thesis falls within the scope of navigation and control of flying systems. The aim is to design and implement a global positioning system based on information acquired from a GPS receiver, a magnetic compass and a 03-axis accelerometer. The first part of the work consisted in implementing and simulating the positioning module in Simulink (Matlab), where data fusion was performed using the Complementary Filter. This was followed by experimental validation of the previously developed algorithms on an Arduino-Nano programmable board, using the MPU6050 inertial sensor, the HMC5883L magnetometer and the U-blox M8 GPS receiver. Satisfactory results are obtained at the end of the implementation in terms of accuracy and reliability of the estimation of Euler angles and the instantaneous position of an air vector. ملخص يندرج العمل المقدم في هذا البحث في إطار التنقل والتحكم في أنظمة الطيران. يتعين تصميم وتنفيذ نظام لتحديد الموقع العالمي بناءً على المعلومات المكتسبة من جهاز استقبال الأقمار الصناعية (GPS) وبوصلة المغناطيسية ومقياس التسارع ذو المحاور الثلاثة يتمثل الجزء الأول من هذا العمل في تنفيذ ومحاكاة وحدة التحديد المكاني باستخدام (Simulink Matlab ، حيث يتم تأمين دمج البيانات باستخدام مرشح تكميلي. بعد ذلك، تم بدء التحقق التجريبي من خلال تنفيذ تجريبي للخوارزميات التي تم تطويرها مسبقًا على بطاقة برمجة من نوع Arduino-Nano باستخدام مستشعر الحركة MPU6050 والبوصلة المغناطيسية HMC5883 وجهاز استقبال الأقمار الصناعية 8 U-blox. تم الحصول على نتائج مرضية بعد التنفيذ من حيث الدقة وموثوقية تقدير زوايا الأويلر والموقع الفوري للمتجه الجوي.