Autopilot für Microcruiser RC-Flugzeug
Autonomes Navigations- und Landessystem mit Pixracer R15 & Raspberry Pi CM4
Diese Projektarbeit zeigt, dass ein ferngesteuertes Modellflugzeug (Microcruiser von Aero-jtp) mit moderner Sensorfusion und Open-Source-Software selbstständig GPS-Missionen fliegen und präzise landen kann – ohne manuelle Eingriffe in kritischen Phasen. Grundlage sind Pixracer R15 (ArduPlane) und ein Raspberry Pi CM4 für Bildverarbeitung und Logging.
Projektziel Der Microcruiser wurde so ausgerüstet, dass er geplante Missionen autonom abfliegt und sicher landet. Die zentrale Fragestellung: Kann ein RC-Flugzeug mithilfe von GPS, LIDAR und Kamera zuverlässig navigieren und landen?
Technische Umsetzung
Autopilot: Pixracer R15 mit ArduPlane
Recheneinheit:Raspberry Pi CM4 (OpenCV, Picamera2, Python)
Sensoren: u-blox NEO-M8N GPS, TF-Luna LIDAR, PiCam 3, Barometer & IMUs
Kommunikation:MAVLink zwischen Pi und Pixracer
RC-Sicherheit: Failsafes; manuelle RC-Eingaben haben jederzeit Vorrang
Missionsplanung: QGroundControl
Vorgehen
Modellierung & Simulation (JSBSim) zur Validierung von Stabilität und Missionslogik
Integration & Parametrierung (ArduPlane, QGroundControl)
Flugtests unter Sichtbedingungen mit Logging
Ergebnisse
Autonome GPS-Navigation (≥2 Wegpunkte) erfolgreich
Automatische Landung mit LIDAR-Höhenerkennung (<0.3 m) umgesetzt
MAVLink-Interaktion & visuelle Bahnidentifikation (OpenCV) funktionsfähig
Eine harte Landung durch Spannungsabfall lieferte wichtige Erkenntnisse zur Energieversorgung
Fazit & Ausblick Die Machbarkeit eines autonomen Navigations- und Landessystems im RC-Modellflug wurde nachgewiesen. Nächste Schritte: Telemetrie-Link, Checklisten, robustere Trägerplattform mit höherer Nutzlast.
Jarno Linder
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