Розробка модулю для вимірювання концентрації шкідливих та вибухонебезпечних газів на міні безпілотному літальному апараті

Антон Валерійович Коваль, Олег Володимирович Гордійченко

Анотація


Розробка здійснюється на основі датчика шкідливих та вибухонебезпечних газів. В роботі
авторами запропоновано схему яка забезпечує стабільний вихідний сигнал, що містить
вимірювальну інформацію про концентрацію газу. Запропонований модуль може бути
використаний для пошуку газів є компактним, легким, з можливістю встановлення на будь-який
міні безпілотний літальний апарат (БПЛА). В цьому проекті передбачається розробка системи,
яка базується на звичайному комерційному міні БПЛА AR.Drone фірми Parrot, з модулем для
вимірювання концентрації газу, де керування та обробка отриманих даних здійснюється на
базовій станції під контролем Robot Operating System (ROS). Система автоматично збирає дані
про забруднення та знаходить осередки витоку газу у потенційно небезпечних місцях. Мобільна
система здатна працювати за відсутності сигналу GPS, має можливість швидкого
розгортання і може бути керована оператором або працювати в автономному режимі, без
загрози його життю. Проведені початкові лабораторні випробування, що підтвердили
життєздатність системи.

Ключові слова


газ; AR.Drone; ROS; забруднення; пошук; БПЛА

Повний текст:

PDF

Посилання


Vachtsevanos, G.J. and Valavanis, K.P. (2014), Handbook of Unmanned Aerial Vehicles, Springer Publishing Company, 58 p.

Geiger, G. (2008), Principles of Leak Detection, 1st, Krohne Oil & Gas, Breda, 12 p.

Lozano, J., Su´arez, J.I., Arroyo, P. and others (2012), Wireless sensor network for indoor air quality monitoring, Chemical Engineering, 30 p.

Yu, T.C., Lin, C.C., Chen, C.C. and others (2013), «Wireless sensor networks for indoor air quality monitoring», Medical engineering & physics, pp. 231–235.

Neumann, P., Bartholmai, M., Schiller, J.H. and others (2010), «Micro-drone for the characterization and self-optimizing search of hazardous gaseous substance sources: A new approach to determine wind speed and direction», IEEE International Workshop on, Robotic and Sensors Environments (ROSE), pp. 1–6.

Neumann, P.P., Hernandez Bennetts, V., Lilienthal, A.J. and others (2013), «Gas source localization with a micro-drone using bio-inspired and particle filter-based algorithms», Advanced Robotics, pp. 725–738.

Neumann, P., Asadi, S., Schiller, J.H. and others (2011), «An artificial potential field based sampling strategy for a gas-sensitive micro-drone», IROS Workshop on Robotics for Environmental Monitoring (WREM), pp. 34–38.

Rossi, M., Brunelli, D., Adami, A. and others (2014), «Gas-drone: Portable gas sensing system on uavs for gas leakage localization», SENSORS, pp. 1431–1434.

Croiz´e, P., Archez, M., Boisson, J. and others (2015), «Autonomous measurement drone for remote dangerous source location mapping», International Journal of Environmental Science and Development, 391 p.

Klein, G. and Murray, D. (2007), «Parallel tracking and mapping for small ar workspaces», Mixed and Augmented Reality, ISMAR, 6th IEEE and ACM International Symposium on, pp. 225–234.

Github.io «AR.Drone Developer Guide» (2012), available at: https://jpchanson.github.io/ARdrone/ParrotDevGuide.pdf

Liu, X., Cheng, S. and Liu, H. (2012), «A survey on gas sensing technology», Sensors, No. 12, pp. 9635–9665.

Figarosensor «TGS6812-D00» (2014), available at: http://www.figarosensor.com/products/entry/tgs6812.html

Wiki.ros «ROS Tutorials» (2017), available at: http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials

Quigley, M., Conley, K., Gerkey, B., Faust, J., Foote, T., Leibs, J., Wheeler, R. and Ng, A.Y. (2009), «Ros: an open-source robot operating system», ICRA Workshop on Open Source Software, Vol. 3, p. 5.

Mani, Monajjemi (2015), «Ardrone autonomy», available at: https://ardrone-autonomy.readthedocs.io/en/latest/installation.html

Hongrong, H. (2014), «Tum_simulator», available at: http://wiki.ros.org/tum_simulator


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Vachtsevanos G.J. Handbook of Unmanned Aerial Vehicles / G.J. Vachtsevanos, K.P. Valavanis. – Springer Publishing Company, 2014. – 58 p.
  2. Geiger G. Principles of Leak Detection / G.Geiger. – 1st Edition. – Breda : Krohne Oil & Gas, 2008. – 12 p.
  3. Wireless sensor network for indoor air quality monitoring / J.Lozano, JI.Su´arez, P.Arroyo and others. – Chemical Engineering, 2012. – 30 p.
  4. Wireless sensor networks for indoor air quality monitoring / T.C. Yu, C.C. Lin, C.C. Chen and others // Medical engineering & physics. – 2013. – Pp. 231–235.
  5. Micro-drone for the characterization and self-optimizing search of hazardous gaseous substance sources: A new approach to determine wind speed and direction : IEEE International Workshop on 2010 / P.Neumann, M.Bartholmai, J.H. Schiller and others // Robotic and Sensors Environments (ROSE). – 2010. – Pp. 1–6.
  6. Gas source localization with a micro-drone using bio-inspired and particle filter-based algorithms / P.P. Neumann, V.Hernandez Bennetts, A.J. Lilienthal and others // Advanced Robotics. – 2013. – Pp. 725–738.
  7. An artificial potential field based sampling strategy for a gas-sensitive micro-drone / P.Neumann, S.Asadi, J.H. Schiller and others // IROS Workshop on Robotics for Environmental Monitoring (WREM). – 2011. – Pp. 34–38.
  8. Gas-drone: Portable gas sensing system on uavs for gas leakage localization // M.Rossi, D.Brunelli, A.Adami and others // SENSORS. – 2014. – pp. 1431–1434.
  9. Autonomous measurement drone for remote dangerous source location mapping / P.Croiz´e, M.Archez, J.Boisson and others // International Journal of Environmental Science and Development. – 2015. – 391 p.
  10. Klein G. Parallel tracking and mapping for small ar workspaces : 6th IEEE and ACM International Symposium on / G.Klein, D.Murray // Mixed and Augmented Reality. – ISMAR, 2007. – Pp. 225–234.
  11. AR.Drone Developer Guide. – 2012 Access mode : https://jpchanson.github.io/ARdrone/ParrotDevGuide.pdf.
  12. Liu X. A survey on gas sensing technology / X.Liu, S.Cheng, H.Liu // Sensors. – 2012. – № 12. – Pp. 9635–9665.
  13. TGS6812-D00. – 2014 Access mode : http://www.figarosensor.com/products/entry/tgs6812.html.
  14. ROS Tutorials. – 2017 Access mode : http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials.
  15. Ros: an open-source robot operating system : ICRA Workshop on Open Source Software / M.Quigley, K.Conley, B.Gerkey, J.Faust, T.Foote, J.Leibs, R.Wheeler, A.Y. Ng. – 2009. – Vol. 3. – P. 5.
  16. Mani Monajjemi Ardrone autonomy / Mani Monajjemi Access mode : https://ardrone-autonomy.readthedocs.io/en/latest/installation.html.
  17. Hongrong H. Tum_simulator / H.Hongrong. – 2014 Access mode : http://wiki.ros.org/tum_simulator.




DOI: https://doi.org/10.26642/tn-2018-1(81)-129-135

Copyright (c) 2018 Антон Валерійович Коваль, Олег Володимирович Гордійченко

Ліцензія Creative Commons
Це видання ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із Зазначенням Авторства - Некомерційна 4.0 Міжнародна.