Programiranje bespilotnih letjelica

Transcription

1 SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET ORGANIZACIJE I INFORMATIKE V A R A Ž D I N Marko Cindrić Programiranje bespilotnih letjelica ZAVRŠNI RAD Varaždin, 2017.

2 SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET ORGANIZACIJE I INFORMATIKE V A R A Ž D I N Marko Cindrić Matični broj: 42176/13 R Studij: Informacijski i poslovni sustavi Programiranje bespilotnih letjelica ZAVRŠNI RAD Mentor: Doc. dr. sc. Markus Schatten Varaždin, kolovoz 2017

3 Sadržaj 1. Uvod Bespilotne letjelice Terminologija Kratki pregled povijesti Rana povijest Vijetnamski rat Bosna Afganistan Civilna uporaba Rasprostranjenost bespilotnih letjelica Upotreba u geodeziji Primjena u poljoprivredi Kontrola i nadzor nad kritičnom infrastrukturom Sigurnost i okoliš Praćenje i nadzor okoliša Potraga i spašavanje Sigurnost Dostava Klasifikacija Komponente bespilotnih letjelica Pravna regulativa Okviri za razvoj UAV aplikacija node-ar-parrot Client Client API UdpControl UdpControl API PS-Drone PS-Drone API naredbe Implementacija aplikacije za upravljanje UAV-a Pokretanje letjelice Glavni program Preuzimanje slike Prikaz cijelog koda aplikacije Kritički prikaz I

4 6. Zaključak Literatura II

5 1. Uvod U današnje vrijeme svjedočimo ubrzanom razvoju, usavršavanju i stvaranju novih tehnologija koje pomažu u različitim ljudskim aktivnostima. Jedna od tih tehnologija su bespilotne letjelice. Iako su tek danas postale pojam svakodnevnice, bespilotne letjelice postoje već dugi niz godina. U samom početku razvoja bespilotnih letjelica, one su se koristile uglavnom za vojne svrhe, te upravo je to razlog zašto se njihov razvoj držao u tajnosti. Danas za razliku od početne namjene korištenja bespilotnih letjelica, one se koriste u različitim segmentima života, od vojnog, civilnog do rekreativnog. Korištenje bespilotnih letjelica, naročito u civilne svrhe, bilježi eksponencijalan rast, kako u pogledu njihovog, broja, veličine i težine, tako i u pogledu sve brojnijih mogućnosti njihove primjene (EUR-Lex, 2014). Glavnih pet točaka tržišta korištenja bespilotnih letjelica su: zabava, informacije i mediji, nadzor i inspekcija, znanost o Zemlji i javna sigurnost. U ovom radu ćemo detaljno opisati sami razvoj bespilotnih letjelica kroz povijest, njihovu primjenu odnosno svrhu i koje su razlike među tipovima bespilotnih letjelica, te pravnu regulativu. Zatim ćemo proći kroz određene programske jezike koji se danas najčešće koriste za programiranje bespilotnih letjelica i kroz primjere programskih kodova pokazati neke od mogućnosti programiranja istih. 1

6 2. Bespilotne letjelice Najjednostavnije govoreći, bespilotne letjelice su letjelice sposobne izvršiti kontinuirani let bez pilota (Bento M. F., 2008.). Prilikom definiranja pojma bespilotnih letjelica (eng. Unmanned Aerial Vehicles UAV) u brojnoj literaturi nailazimo na bogat izbor objašnjenja. Razlog tome je njihova višestruka primjena, kako u vojne, tako i u civilne, ponajviše rekreativne svrhe. Bespilotne letjelice su letjelice ili zrakoplovi bez posade, odnosno bez pilota, te mogu letjeti samostalno s unaprijed programiranim planom leta ili preko daljinskog upravljana od strane pilota. U mogućnosti su prenositi različiti teret i dolaze u različitim veličina, od veličine kukca pa sve do veličine komercijalnih zrakoplova. U usporedbi s letjelicama upravljanima od strane pilota, bespilotne letjelica pružaju dvije jako važne prednosti: ekonomične su i smanjuju rizik života pilota. No unatoč tome, stopa nesreća je gotovo sto puta veća od zrakoplova s posadom. Zbog toga je još uvijek potrebno poboljšanje sigurnosti i pouzdanosti. 2.1 Terminologija letjelice. U svijetu još uvijek ne postoji univerzalna, općeprihvaćena definicija bespilotne Terminologija koja se trenutno koristi za bespilotne civilne ili vojne letjelice je raznolika: dron, bespilotna letjelica (UAV), bespilotni zrakoplovni sustav (UAS), daljinski upravljan zrakoplovni sustav (RPAS) ili letjelica (RPA). Ovi nazivi ne daju uvijek uvid u specifične značajke različitih letjelica i sustava. Riječ dron vojnog je podrijetla, no ponekad se upotrebljava i za letjelice i sustave koji se koriste u civilne svrhe (EUR-Lex, 2015.). Izrazi RPAS i UAV (engl. unmanned aerial vehicle bespilotna letjelica) u skladu su s međunarodnom regulativom Međunarodne organizacije za civilno zrakoplovstvo (ICAO). ICAO ne koristi pojam dron, no on je u govornom jeziku danas vrlo uvriježen. Ipak, kako bi se izbjegle pravne nejasnoće, uključujući i u pogledu odgovornosti i osiguranja, preporučuje se da se u europskom kontekstu u što većoj mjeri koristi terminologija ICAO-a. (EUR-Lex, 2015.). 2

7 2.2 Kratki pregled povijesti Kroz povijest bespilotnih letjelica, UAV sustavi imaju tendenciju da su razvijani za vojne svrhe, kao što je slučaj i s mnogim drugim tehnologijama, dok civilna uporaba započinje tek kada je razvoj i testiranje bilo postignuto u vojnom području. Mogli bi reći da je prva bespilotna letjelica kamen koji je bacio špiljski čovjek u pretpovijesno doba ili možda ispaljena raketa u Kini u 13. stoljeću. Ova vozila imaju malo ili nimalo kontrole i u suštini bi samo slijedila balističku putanju. Ako bi se ograničili na vozila koja proizvode aerodinamično dizanje ili imaju imalo kontrole, zmaj bi se vjerojatno uklopio u definiciju prvog UAV-a. (Fahlstrom, Gleason, 2012., str. 3) Rana povijest Godine 1883., Englez Douglas Archibald prikačio je anemometar na vezicu zmaja i izmjerio brzino vjetra na visini do 370 metara. Također je i prikačio kamere na zmajeve u godine, što je bi zapravo predstavljalo prvu izviđačku bespilotnu letjelicu. Za vrijeme španjolsko-američkog rata, William Eddy je uslikao stotine fotografija sa zmajeva, što bi moglo smatrati jednim od prvih korištenja bespilotnih letjelica u bitkama. Za vrijeme prvog svjetskog rata, bespilotne letjelice postaju prepoznatljiv sustav. Charles Kettering (iz poznatog Generals Motors-a), je razvio dvokrilnu bespilotnu letjelicu za vojni signalni korpus. Letjelica se razvijala oko tri godine i nazvan je Kettering Aerial Torpedo, no poznatija je pod nazivom Kettering Bug ili samo Bug. Letjelica je mogla letjeti oko 65 do 90 km/h i nositi oko 80 kg eksploziva. Bila usmjerena prema cilju sa svojim postavkama i imala je odvojiva krila koja bi se ispustila u trenutku kada bi letjelica bila iznad mete dopuštajući trupu aviona da padne na tlo kao bomba. Također 1917., Lawrence Sperry je razvio UAV, sličan kao od Katteringa. Letjelica je imala naziv Sperry-Curtis Aerial Torpedo, a bila je namjena za mornaricu. Imala nekoliko uspješnih letova, no nikad se nije koristila u ratu. Često čujemo o UAV začetnicima koji su razvili rane zrakoplove, no također su od velikog značaja bili i začetnici koji su smišljali i razvijali važne dijelove sustava bespilotnih letjelica. Jedan od njih je bio Archibald Montgomery Low, koji je razvio podatkovne veze (eng. data links ). Profesor Low je rođen u Engleskoj 1888., i bio je poznat kao Otac radijskih sustava 3

8 za usmjeravanje. Razvio je prvu podatkovnu vezu i riješio probleme sučelja bespilotnih letjelica koje je uzrokovao motor. U rujnu godine je napravio prvi uspješni svjetski let putem radio signala. Bio je vrstan pisac i izumitelj, umro je godine još jedan Englez, Reginald Leigh Denny, i dvojica Amerikanaca, Walter Riytter i Kennet Case, su razvili seriju bespilotnih letjelica nazvanih RP-1, RP-2, RP-3 i RP-4. Oni su godine osnovali tvrtku pod nazivom Radioplane Company, koja je kasnije postala dijelom Northrop-Ventura Division-a. Tvrtka je izradila tisuće ciljnih dronova (eng. target drones) za vrijeme drugog svjetskog rata. Jedna od njihovih ranih radnica u tvornici je bila Norma Jean Daugietry, kasnije poznata kao Marilyn Monroe. Nijemci su u kasnijim godinama drugog svjetskog rata koristili smrtonosne bespilotne letjelice V-1 i V-2. Tek su se u vrijeme Vijetnamskog rata bespilotne letjelice uspješno koristile kao sredstva za nadziranje odnosno izviđanje. (Fahlstrom, Gleason, 2012., str. 4) Vijetnamski rat Tijekom Vijetnamskog rata bespilotne letjelice su se opsežno koristile u bitkama ali samo za izviđačke pothvate. Zrakoplovi su uglavnom u zrak bili ispaljivani iz transportnog zrakoplova C-130 i bili ponovno prikupljeni padobranom. Poticaj za operacije u jugoistočnoj Aziji su došle od aktivnosti tijekom kubanske raketne krize (eng Cuban Missle Crisis) kada su bespilotne letjelice razvijane za nadzor ali zbog toga što je kriza bila završena prije nego što su postale dostupne, nisu se koristile. Jedan od prvih ugovora je bio između Ryan Firebee i zračnih snaga (eng. Air Force), poznat kao 147A za vozila bazirana na Ryan Firebee ciljnom dronu. To je bilo i nazvani su Fireflys. Iako Fireflys dronovi nisu bili operativni tokom kubanske krize, preuzeli su scenu za Vijetnam. Northrop je također unaprijedio taj rani dizajn. Firefly je bio primarni zrakoplov korišten u jugoistočnoj Aziji. Korišteno je zrakoplova, i većina od njih odnosno (84%) su nakon rata ponovno osposobljeni. Zanimljivo je da je letjelica TOMCAT uspješno izvršila 68 zadataka prije nego što je izgubljena, što govori o efikasnosti korištenja bespilotnih letjelica u ratu. Na kraju Vijetnamskog rata 1972., zrakoplovi su doživjeli 90% uspjeh u obavljanju zadataka. 4

9 Unatoč brojnim anegdotama i opisima velikih uspjeha, činjenica je da bespilotne letjelice nisu igrale presudnu ili ključnu ulogu u ratu. Na primjer, marinci nisu pucali prema nijednoj bespilotnoj letjelici tokom kopnenih napada prema članku iz Naval Proceedings objavljenom u 10. mjesecu godine. No što je postignuto, je buđenje svijesti vojne zajednice o tome što bi moglo biti. Što je naučeno u pustinjskoj oluji (eng. Desert Storm) je da bespilotne letjelice su potencijalni ključ bojnog sustava, što je osiguralo njihov daljnji razvoj. (Fahlstrom, Gleason, 2012., str. 4) Bosna Operacija Sjevernoatlantskog saveza (eng. North Atlantic Treaty Organisation NATO) u Bosni je jedna u kojoj su se bespilotne letjelice koristile za prismotru i izviđanje. Bombaški napadi su uspješno izvedeni nakon što je NATO zračnim napadima demobilizirao bosansko-srpske vojne ustanove. Na fotografijama iz zraka su vidljive oštećeni srpski tenkovi i zgrade. Noćna izviđanja su bila od velike važnosti jer bi se tada najtajnije operacije izvodile. Bespilotna letjelica naziva Predator je primarno korištena u Bosni, te je uzlijetala iz Mađarske. (Fahlstrom, Gleason, 2012., str. 6) Afganistan Rat u Iraku je promijenio položaj bespilotnih letjelica. Na početku rata, bespilotne letjelice su i dalje bile pod razvojem i moglo bi se reći nesigurne, no mnoge letjelice u razvoju su korištene u operaciji za iračku slobodu (Operation Iraqi Freedom). Letjelica Global Hawk je efektivno bio korišten tokom prve godine bez obzira na njegov rani stadij razvoja. Pioneer, Shadow, Hunter i Pointer tipovi letjelica su najviše korišteni. Marinci su izveli stotine zadataka koristeći Pioneer letjelice tokom bitke za Fallujah kako bi locirale i označile mete, te pratili korak pobunjeničkih sila. Posebno su efektivni bili noću i mogu se smatrani jednim od odlučujućih oružja u bitci. Ratna verzija Predatora, mini-uav-a, kao što je Dragon Eye, i široki spektar ostali UAV sustava je korišteno na bojnim poljima Afganistana i Iraka, te su se pokazale veliku vrijednost bespilotnih letjelica u vojnim službama. (Fahlstrom, Gleason, 2012., str. 7) 5

10 2.3. Civilna uporaba Kroz prethodna poglavlja možemo uočiti da su se kroz povijest bespilotne letjelice uglavnom koristile u vojne svrhe, tek u današnje vrijeme ljudi uočavaju da možemo imati veliku vrijednost u uporabi bespilotnih letjelica za civilne potrebe. Vojna upotreba UAV-a se može podijeliti na tri područja, to su pomorska, kopnena i zračna upotreba, dok se u civilne svrhe može upotrijebiti u različitim područjima ljudskih aktivnosti kao npr. u geodeziji tj. fotogrametriji, poljoprivredi, industrijskoj proizvodnji, civilnoj zaštiti, upravljanju katastrofama, zaštiti okoliša, nadzorom policijskog djelovanja, obavještajnim službama, novinarstvom, komercijalnim djelatnostima, razonodom itd. Također je sve veća uporaba bespilotnih letjelica za inspekciju nepristupačnih dijelova u industrijskim objektima kao što su: brane, dalekovodi, visoki dimnjaci, cjevovodi, mostovi i dr. Isto tako sve popularniji i mali modeli namijenjeni za razonodu. Slika 1. Upotreba letjelica u poljoprivredi. Izvor: dostupno: 4. rujan Rasprostranjenost bespilotnih letjelica Kako bespilotne letjelice postaju manje, jeftinije i jednostavnije za upravljanje, a regulatorne izmjene, naročito u SAD-u, smanjuju prepreke za nove korisnike, letjelica je sve više. Federalna uprava za avijaciju (eng. Federal Aviation Administration, FAA) predviđa da će se do kraja godine u SAD-u samo u komercijalne svrhe koristiti više od letjelica - trostruko više od broja registriranih zrakoplova s ljudskom posadom. Uz to, očekuje se i 1,9 milijuna u rekreacijske svrhe. Na globalnoj razini očekuje se da će tržište bespilotnih letjelica dostići 4,7 milijuna jedinica ili više do godine, pri čemu se predviđa da će tržište letjelica za komercijalnu primjenu porasti s 2 milijarde dolara na 127 milijardi dolara. (Allianz, 2017.) 6

11 "Broj dronova u komercijalnoj upotrebi znatno će se povećati u sljedećem desetljeću jer su učinkoviti za izvršavanje teških ili opasnih zadataka", objašnjava Thomas Kriesmann, viši osiguratelj za opću avijaciju u AGCS-u. Očekuje se da će se zbog toga smanjiti nesreće na radu, poput pada zaposlenika s krova tijekom inspekcija zgrada, a time i gubici zbog kompenzacija radnicima. Bespilotne letjelice bi u budućnosti mogle riješiti niz problema i smanjiti troškove i u nizu drugih industrija, u zemljama u razvoju i slučajevima prirodnih katastrofa. (Allianz, 2017.) Najnovije upotrebe uključuju dostavljanje krvi i cjepiva na udaljene lokacije u Africi, gašenje požara, kontrolu štetnika, pa čak i dostavljanje u ugostiteljskim zanimanjima kao što je dostava hrane. Osiguratelji sve češće upotrebljavaju ovaj tip letjelica za jednostavniju i sigurniju procjenu rizika građevinskih ili infrastrukturnih projekata. Nakon velikih katastrofa zahtjevi za odštetu također se mogu jednostavnije i učinkovitije obraditi uz pomoć bespilotnih letjelica za pregled štete. Na primjer, kad se dijelovima Tianjina u Kini nije moglo pristupiti nakon velikih eksplozija prošle godine, slike visoke rezolucije koje su snimili dronovi uspoređene su s prethodnim fotografijama kako bi se utvrdilo koliko je vozila uništeno. Allianz također podržava FairFleet, tržište koje povezuje rukovoditelje bespilotnih letjelica s tvrtkama kojima su potrebni, te nudi osiguranje i namirenje zahtjeva za odštetu. (Allianz, 2017.) Danas najvećim proizvođačem bespilotnih letjelica za civilnu upotrebu smatra se kineska kompanija DJI, sa sjedištem u gradu Shenzhen-u. Prihodi su joj iznosili oko 500 milijuna dolara, a procjenjuje se da su udvostručeni. (Ryan Mac, 2015) Uz nju, među poznatijim proizvođačima nalaze se još i francuski Parrot, odnosno njezina švicarska podružnica sensefly, američki 3D Robotics, kanadski Aeryon, švedski CybAero, korejski Gryphon, te još jedna kineska kompanija Syma. No proizvodnja samih letjelica ustvari je tek manji dio globalnog potencijala koji, čini se, ima nova industrija. (Divya Joshi, 2017.) Prema izvješću tvrtke PwC (Price Waterhouse Coopers) Clarity from above može se govoriti o globalnoj tržišnoj vrijednosti rješenja baziranim na bespilotnim letjelicama višoj od 127,3 milijardi dolara. 7

12 To je, prema PwC-ovim proizvođačima, vrijednost postojećih poslovnih usluga i rada koje će se u budućnosti vjerojatno zamijeniti rješenjima baziranim na bespilotnim letjelicama. Gospodarski sektor u kojem primjena bespilotnih letjelica ima najveće izglede jest infrastruktura u kojoj se govori o tržišnoj vrijednosti od otprilike 45,2 milijarde dolara. (PwC, 2016.) Bespilotne letjelice s kamerama i senzorima pružaju poduzećima diljem svijeta potpunije podatke. Također se koriste u prijevozu i preciznim poslovnim aktivnostima te tako sve više utječu na poslovne strategije poduzeća Na drugoj po redu "The Commercial UAV Show" konferenciji u Londonu održanoj godine izlagalo je stotinjak tvrtki iz cijelog svijeta. Korisnici su prezentirali projekte s bespilotnim letjelicama uz mnoštvo savjeta kako započeti projekte, kako ih prezentirati, implementirati te dijelili konkretna iskustva iz provedenih projekata. Dominirala su rješenja za preciznu poljoprivredu, snimanje arheološke baštine, geodetske izmjere, izrada karata i modeliranje, nadzor okoliša, požarišta, prometnica te razne inspekcije, a pojavio se i značajan broj specijaliziranih tvrtki za senzore, motore, antene i ostale dijelove bespilotnih letjelica. (Tihomir Šašić, 2015.) Upotreba u geodeziji Jedna od najčešćih primjena bespilotnih letjelica u oblasti geodezije je u fotogrametrijske svrhe, za izradu 3D modela objekata, digitalnog modela terena i digitalnog ortofoto plana. Teško je točno precizirati primjenu bespilotnih letjelica u geodeziji, ali ona koja se najviše ističe je izrada geodetskih podloga koje se mogu upotrijebiti u mnogobrojnim oblastima Projektiranje Za projektiranje i izradu idejnih rješenja budućih objekata potrebno je koristiti podloge koje pružaju dovoljnu količinu informacija. Upravo jedna takva je geodetska podloga dobivena na osnovu snimanja bespilotnim letjelicama. Žilić (2015.) navodi da za razliku od tradicionalnih metoda, prednost dobivanja geodetske podloge snimanjem bespilotnim letjelicama ogleda se u vrlo kratkom vremenskom periodu dobivanja rezultata, ekonomskoj isplativosti i snimanju 8

13 gotovo svih vrsta terena. Kombinacijom digitalnog modela terena i digitalnog ortofoto plana možemo dobiti različite geodetske podloge, kako u vektorskom obliku tako i u rasterskom obliku Rudarstvo Primjena bespilotnih letjelica u oblasti rudarstva ogleda se najviše u računanju zapremine zemljanih masa vanjskog kopa. Na osnovu fotogrametrijskog oblaka točaka ili digitalnog modela reljefa može se izračunati zapremina ili volumen bilo kojeg tijela. Za razliku od tradicionalnih metoda, gdje se snima zemljana masa po profilima, prednost snimanja sa bespilotnom letjelicom ogleda se u tome što se dobiva nekoliko stotina tisuća točaka, sa svim karakterističnim prijelomima, koji znatno utiču na zapreminu tj. volumen zemljanih masa. (Žilić A., 2015.) Geologija U području geologije, bespilotne letjelice se mogu primjenjivati na način da pružaju raznolikost informacija dobivenih na osnovu proizvoda bespilotne letjelice. Tako se na osnovu digitalnog ortofoto plana mogu identificirati zone klizišta, kao i poplavljena područja nastala uslijed vremenskih neprilika. Kombinacijom digitalnog modela reljefa s ortofoto planom mogu se izvoditi razna računanja, od računanja zapremine pokrenute mase, površine i zapremine klizišta, do računanja nagiba terena i orijentacije padine. (Žilić A., 2015.) Šumarstvo Na osnovu visoko rezolucijskih aerosnimaka, te njihovog objedinjavanja u digitalni ortofoto plan ovaj proizvod se može koristiti i u šumarstvu. Žilić (2015.) navodi da osim računanja površine, digitalni ortofoto plan može poslužiti za analizu bespravne sječe šume. Instaliranje kamere na bespilotnu letjelicu sa NIR (eng. Near InfraRed) spektrom, može pomoći pri analizi zdravlja šume na osnovu NDVI (eng. Normalized Diefferenced Vegetation Index) vegetacijskog indeksa. 9

14 Primjena u poljoprivredi Kao u svim zanimanjima važno je znati izabrati odgovarajuće strojeve, metode i opremu za pojedine zahvate kako bi se oni uspješno obavili i time osigurali uspješnu proizvodnju. S obzirom da svi GPS sustavi rade na istom principu, i u načelu imaju jednake komponente vrlo visoke preciznosti, a koriste se za sadnju, zaštitu, gnojidbu i berbu povrća, voća, grožđa. Sito (2016.) navodi da primjena bespilotnih letjelica nudi novu generaciju tehnike i tehnologije nadziranja nasada i usjeva na nepristupačnim i udaljenim područjima. Sustav sadrži sve komponente GPS-a, rukovanje sustavom je jednostavnije i u konačnici jeftinije, bez obzira što su početna ulaganja nešto veća u odnosu na sustav GPS-a postavljenog na nekom vozilu. Na većim proizvodnim površinama se spomenuti sustavi već primjenjuju s tim da je oprema montirana na kabinu traktora, a rukovatelj u kabini putem kontrolnog monitora ima trenutni nadzor i praćenje potrebnih parametara. Nadalje Sito (2016.) navodi da veliki iskorak u poljoprivrednoj proizvodnji je primjena bespilotnih letjelica koje su opremljene suvremenom opremom za snimanje usjeva ili nasada. Ova metoda praćenja eventualnih promjena na biljkama je puno fleksibilnija i prikladnija u odnosu na sustav koji je postavljen na traktoru. Tako se kod ove metode snimanja iz zraka koristi pojam Indeks vegetacije koji se definira kao izračun digitalnih vrijednosti dobivenih gotovo infracrvenom i crvenom spektru. Indeks vegetacije je bez dimenzijsko zračenje temeljeno na mjerenjima izračunatim iz kombinacije spektralnih traka iz daljinskih detektiranih podataka. Vegetacijski indeks se izračunava iz digitalnih vrijednosti zabilježenih u pikselima fotografija snimljenih različiti daljinskim uređajima (senzorima). Dakle, vegetacijski indeks je empirijska formula dizajnirana da istakne kontrast u spektralnom odgovoru na dvije različite spektralne trake slika, npr. u gotovo infracrvenom i crvenom spektru. Korištenje različitih indeksa vegetacije za procjenu različitih biofizičkih svojstava vegetacije daljinskih detektiranih podataka je uobičajena praksa. Međutim, na spektralni odgovor vegetacijskog područja iz kojih su dobiveni indeksi vegetacije utječe nekoliko čimbenika vezanih uz samu vegetaciju i okružujuću okolinu, kao što je bujnost vegetacije, struktura lišća, sadržaj vode u lišću,, raznolikost tla i prisutnost sunčevog svjetla, kut sunca, stanje izmaglice itd. 10

15 Primjena bespilotnih letjelica predstavlja najkvalitetnije moguće rješenje modernoj poljoprivrednoj proizvodnji. To se prije svega odnosi na sjetvu i sadnju, gnojidbu i zaštitu usjeva i nasada. Prilikom aplikacije pesticida oprašivačima u trajnim nasadima u praksi se nailazi na mnogo problema. Primjenom bespilotne letjelice nasad se može često nadzirati te pravovremeno uočiti potencijalna žarišta pojave bolesti štetnika. Tako se izbjegava nepotrebno nanošenje pesticida u cijelom nasadu, već se tretiranje obavlja lokalizirano, što je i s ekološkog stajališta jako poželjno. Time se mogu ostvariti velike ekonomske uštede, odnosno veća konkurentnost proizvoda (voće, grožđe, povrće itd.) na domaćem i inozemnom tržištu. Velika prednost primjene bespilotne letjelice je praćenje nasada i usjeva na nepristupačnim i udaljenim terenima. (Sito S., 2016.) Kontrola i nadzor nad kritičnom infrastrukturom Primjenom bespilotnih letjelica kontrola i nadzor nad kritičnim dijelovima infrastrukturnih objekata kao što su dalekovidi, željezničke pruge, cjevovodi ili elektrane mogu se obaviti bez ugrožavanja ljudskih života. Ovakva primjena bespilotnih letjelica je korisna za uočavanje nepravilnosti te štedi vrijeme prilikom planiranja te umanjuje troškove ali i smanjuje nesreće na radu poput pada zaposlenika s krova tijekom inspekcija zgrada. Također prilikom nadziranja infrastruktura koje štetno zrače radnici ne moraju biti neposredno izloženi tom zračenju. Bespilotne letjelice su dokazale svoju korisnost kako u nadzoru tako i otkrivanju neučinkovitosti raznih sustava i infrastruktura tako i u očuvanju života i zdravlja radnika. (GEO-TRON, 2016.) Sigurnost i okoliš U složenom sustavu održavanja sigurnosti građana sudjeluju različite civilne i vojne organizacije. Stalno se radi na uspostavljanju što veće sigurnosti građana bez ikakvih opasnosti. Kao jedan od bitnih čimbenika sigurnosti priznata je zračna komponenta za određenu vrstu i učestalost informacija uvedenih u mrežu sigurnosti za daljnje analize. Isto tako stalno se povećava značaj u percepciji građana u očuvanju i zaštiti okoliša. Ermakora (2016.) navodi da odavno je poznato da ono što građani sada rade utječe kakav ćemo okoliš ostaviti našim budućim generacijama. Zbog toga treba paziti na okoliš ne bismo stvorili loše uvjete za život onima koji dolaze poslije nas. 11

16 Praćenje obala u početku je bilo bitno zbog praćenja obalnog okoliša. Danas ima veliki značaj zbog praćenja nelegalnih migracija. Nažalost, mnogi ljudi bježe iz svoje domovine zbog loših i neljudskih uvjeta života u potrazi za boljim životom. Ermakora (2016.) navodi da se često te ilegalne imigracije obavljaju preko morskih putova jer je morska granica manje čuvana nego kopnena. Zračni način praćena ima sve važniju ulogu u obalnom praćenju zbog operativne fleksibilnosti i dosljednosti. Neka mjesta su prihvaćena kao vrlo važna za sigurnost zbog teških posljedica ukoliko dođe do njihovog uništenja kao što su obalne luke, zračne luke, elektrane i vodovodne cijevi. Terorizam je sve više prisutan i teroristički napadi ciljaju na ovakva mjesta zbog malo uloženog truda za uništenje, a velike prouzrokovane štete. Zbog toga se ta mjesta mogu obilježiti kao mjesta posebne sigurnosti. (Ermakora M., 2016) Praćenje i nadzor okoliša Zračne snimke mogu poslužite kao temelj za brojne organizacije čiji je fokus usmjeren na okoliš. Kod ove vrste posla letjelice se mogu koristiti za praćenje stanja okoliša i šuma, očuvanje prirodnih staništa, procjenu kvalitete zraka, za nadzor, prevenciju i gašenje požara, kontrolu ilegalnih odlagališta i otpadnih voda, radioaktivnog onečišćenja te zapravo praćenje cjelokupnog onečišćenja. One pomažu u odlučivanju i donošenju odluka na temelju kojih se kreće u izvršavanje operacija. Ovakav način snimanja bespilotnim letjelica u opasnim situacijama može zamijeniti izravno djelovanje čovjeka ali je i prihvatljiviji zato što je snimanje i prikupljanje klasičnim avionom otežano zbog velikih financijskih troškova i vremenskih uvjeta koje djeluju kao ograničavajući faktor za takvo prikupljanje podataka. (GEO-TRON, 2016.) NASA primjerice razvija sustave bespilotnih letjelica sa termalnim kamerama koje bi letjele iznad požarišta i trenutno slale podatke voditeljima požarišta tj. zemaljskim stanicama. Voditelji bi te podatke koristili za određivanje brzine i smjer požara. Bespilotne letjelice postaju ključni elementi u novoj tehnologiji borbe protiv požara. 12

17 2.3.8 Potraga i spašavanje Težak je i požrtvovan rad te mnoštvo resursa uloženo prilikom svakog slučaja potrage i spašavanja nestalih. Upotreba bespilotnih letjelica u situacijama nepristupačnog terena ili slabije vidljivosti spasilačkim službama bi uvelike olakšala posao i smanjila vrijeme potrage. U ovakvim situacijama bespilotne letjelice mogu doslovno spasiti životu Sigurnost Poznata je učinkovitost upotrebe bespilotnih letjelica za policijski nadzor, zaštitu državne granice, pomorski nadzor, nadgledanje raznih okupljanja i događaja, kao i slične operacije. Općenito, letjelice s fiksnim krilima (eng. fixed-wing aircrafts) su najbolje rješenje za potrebe organizacija koje se bave ovim područjem. Njihova prednost leži u jednostavnosti upotrebe te mogućnost zasebnog podešavanja i prilagodbe sukladno potrebama s kojima se korisnik susreće kao što su upotreba termalne i infracrvene kamere, fotoaparati, laserski skeneri i slično. (GEO-TRON, 2016) Dostava Ruanda bi trebala postati prva država koja je uspostavila komercijalnu mrežu isporuke bespilotnim letjelicama. U državi sa slabom putnom infrastrukturom, namjera je da bespilotne letjelice dostavljaju zalihe krvi i prijeko potrebne lijekove u udaljene klinike. Pošiljke koje su ranije kopnom putovale danima ili tjednima, sada će do pacijenata dolaziti u samo nekoliko sati. (Simons D., 2016.) Njemačka tvrtka DHL je dobila dozvolu njemačkih vlasti da na otok Juist u Sjevernom moru bespilotnim letjelicama šalju lijekove i hitne pakete. Neće letjeti iznad kuća, a može nositi 1,2 kg tereta. Isto tako tvrtka Amazon je odavno najavila kako bi njihovu dostavnu službu uskoro mogle zamijeniti bespilotne letjelice. (Bryan V., 2014.) 13

18 2.4. Klasifikacija Postoji veliki broj različitih tipova bespilotnih letjelica s različitim mogućnostima, ovisno o potrebama samih korisnika. Trenutno u svijetu ne postoji općeprihvaćena podjela bespilotnih letjelica iako se intenzivno radi na ovom pitanju. Kriteriji za podjelu također nisu usuglašeni, a im ih više od kojih ističemo, namjena, visina leta, težina pri polijetanju i maksimalni dolet, područje letenja, kontrola i upravljanje, konstruktivna izvedba letjelice. Europska zajednica za bespilotne letjelice (eng. European Association of Unmanned Vehicles Systems EUROUVS) kreirala je klasifikaciju bespilotnih letjelica na osnovu sljedećih parametara: visina leta, trajanje leta, brzina, maksimalna nosivost (eng. Maximum takeoff weight MTOW), veličina letjelice, domet signala i dr. Po namjeni bespilotne letjelice možemo podijeliti na vojne i civilne, a civilne na komercijalne i nekomercijalne. Po namjeni se ove letjelice mogu podijeliti i u četiri glavne kategorije Mikro/mini (MAV/Mini), Taktičke (TUAV), Strateške Bespilotne letjelice s posebnom zadaćom Mikro i mini bespilotne letjelice obuhvaćaju kategoriju najmanjih platformi koje ujedno i lete na najmanjim visinama (ispod 500 metara). (Bento M. F., 2008.) Tablica 1: Klasifikacija bespilotnih letjelica prema EUROUVS Mini/mikro Taktičke Kategorija Max. Nosivost (kg) Visina leta (dolet) (m) Trajanje leta (h) Domet signala (km) mikro <10 mini < <2 <10 Bliskog doleta Kratkog doleta Srednjeg doleta Dugog doleta Dugog doleta i trajanja leta >500 14

19 Strateške Bespilotne letjelice s posebnom zadaćom Srednje leteće dugog trajanja leta Visoko leteće dugog trajanja leta > >500 Smrtonosne Mamci < Stratosferske U razvoju Egzosferske U razvoju >30000 >48 >2000 U razvoju U razvoju Po načinu kontrole i upravljanja bespilotne letjelice dijelimo na autonomne sustave, sustave samoupravljanja, sustave upravljanja po radarskom ili radio snopu (sustav telenavođenja), sustave telekomandnog upravljanja i kombinirane sustave (autonomni, neautonomni). (Vindiš M., 2014.) Prema visini leta, težinu pri polijetanju i maksimalnom doletu bespilotne letjelice možemo podijeliti na (BHDCA, 2016): Kategorija 1 (masa do 1 kg, visina leta do 50 m iznad površine (eng. AGL Above Ground Level), dolet do 150 m), Kategorija 2 (masa veća od 1 kg do 5 kg, visina leta do 150 m AGL, dolet do 500 m), Kategorija 3 (masa veća od 5 kg do 20 kg, visina leta do 300 m AGL, dolet do 2500 m), Kategorija 4 (masa veća od 20 kg, visina leta veća od 300 m AGL, dolet veći od 2500 m). Po konstruktivnoj izvedbi bespilotne letjelice možemo podijeliti na letjelice koje ostvaruju uzgon potreban za let na: Fiksnim aeroprofilnim površinama tj. krilima (zrakoplovi) Rotirajućim aeroprxofilnim površinama tj. elisama (helikopteri, žirokopteri,multirotori) 15

20 Prema međunarodnoj organizaciji za civilno zrakoplovstvo (eng. International Civil Aviation Organization ICAO) bespilotne letjelice mogu se podijeliti u dvije kategorije: 1. Autonomne letjelice temelje se na naprednim sustavima za dinamičko navođenje te se trenutačno smatra neprikladnim za regulaciju u civilnom zrakoplovstvu radi zakonskih problema te pitanja odgovornosti. 2. Letjelice na daljinsko upravljanje (RPA) letjelice na daljinsko upravljanje podliježu pravnim potpisima kao Međunarodne organizacije za civilno zrakoplovstvo tako i propisima i zakonima nacionalnih agencija za civilno zrakoplovstvo. Letjelice na daljinsko upravljanje mogu se podijeliti na one sa fiksnim krilima, rotacijske te ostale modele. (Varšić N., 2016.) Danas se u civilne svrhe najčešće primjenjuju mini i mikro bespilotne letjelice s propelerima tzv. dronovi. Razvojem tehnologija i pojeftinjenjem sustava za izvođenje letova bez pilota u zrakoplovu takvi sustavi su danas ekonomski prihvatljivi za razne namjene Komponente bespilotnih letjelica U današnje vrijeme poseban značaj i široku primjenu dobila je vrsta bespilotnih letjelica koje nazivamo multirotori, a za koju se skoro uvijek koristi naziv dronovi. Stoga ćemo u nastavku nešto šire obraditi ovu vrstu bespilotnih letjelica. Multirotor je letjelica s minimalno 3 rotirajuća tijela (elise). Ova konfiguracija letjelice naziva se Trikopter, i on je po načinu upravljanja drugačiji od ostalih multirotora kao što su quadkopter (4 motora), hexkopter (6 motora), oktokopter (8 motora) itd. Jedino kod konstruktivne konfiguracije trikoptera jedan motor mora biti pomičan, kod svih ostalih konfiguracija motori su fiksni. Pojavom pristupačnih motora bez četkica (eng. brushless) te unaprjeđenjem baterije i minimiziranjem elektroničkih komponenti došlo je do ekspanzije multirotor letjelica na tržištu. Razvoj kontrolera leta omogućio je jednostavno upravljanje sa inače složenim sustavom upravljanja, što je rezultiralo masovnom proizvodnjom i korištenjem multirotora u razne svrhe. 16

21 Pozicioniranje motora jedan iznad odnosno ispod drugoga nudi određene prednosti i nedostatke kod multirotora sastavljenih u X. Žilić (2015.) navodi da prednosti ove konfiguracije su smanjenje dimenzija letjelica i nešto lakša konstrukcija što olakšava transport, a glavni nedostatak je smanjene efikasnosti rada motora koja pada i do 20% u odnosu na istu konfiguraciju elektroničkih komponenti postavljenih kao standardni oktakopter. Osnovni elementi multirotora su motori, propeleri, upravljač leta, baterija i konstrukcija koja sve to povezuje u cjelinu popularno nazvan okvir (eng. frame). Za multirotore poboljšanih karakteristika koriste se motori bez četkica gdje su namotaji u središtu motora i imaju ulogu statora, a permanentni magneti su smješteni po obodu motora i imaju ulogu rotora. Glavna odlika ovih motora je pouzdan rad, jak okretni moment, i velika brzina odaziva na promjenu broja okretaja motora. Ova zadnja karakteristika je ključni element za upravljanje multirotorom, jer se upravljanje svodi na brze promjene broja okretaja motora. Da bi multirotor uopće mogao funkcionirati i biti upravljiv mora imati upravljač leta. To je elektronski uređaj koji u sebi ima ugrađen elektronski kompas, žiroskop, akcelerometar (mjerač ubrzanja) i često barometar. Svaki bolji upravljač ima i GPS (eng. Global Positioning System) modul za očitavanja položaja. Obrađujući podatke od navedenih senzora upravljač šalje signale pojedinim motorima da smanje ili povećaju broj okretaja te na taj način održava stabilan let multirotora. Mnogi upravljači imaju mogućnost priključka vanjskog senzora (npr. sonar), koji će dati podatak o udaljenosti od neke prepreke. (Žilić A., 2015.) Svi navedeni dijelovi multirotora smještaju se u konstrukciju. Pravilo koje se mora poštovati je uravnoteženost multirotora po svim osima. Što je multirotor uravnoteženiji to će motori koristiti manje energije za upravljanje i stabilizaciju pa će cijela letjelica biti efikasnija. Multirotori su u mogućnosti izvoditi programirani let. To znači da se putem programa unaprijed odrede točke na koje treba doći sa definiranom visinom i brzinom između točaka. Preciznost održavanja visine omogućava upravljač koji, kako je ranije navedeno, pored ostalih senzora, ima i barometar koji mu omogućuje letenje na točno zadanoj visini. Ovakav let se izvodi korištenjem GPS podataka, te otvara vrata u primjeni za svrhu geodetskog mjerenja. Ukoliko na letjelici imamo postavljenu kameru moguće je programirati let po točno zadanoj ruti i na njoj definirati točke na kojima će kamera snimit fotografiju. Kada letjelica završi let u memoriji kamere ostaju snimljene fotografije koje se međusobno jednim dijelom preklapaju, pri čemu za svaku fotografiju postoje GPS koordinate i podatak o visini. Kada se ovi podaci uvrste u za to namijenjen program možemo dobiti trodimenzionalni prikaz terena. (Žilić A., 2015.) 17

22 2.6. Pravna regulativa Širenjem civilne uporabe bespilotnih letjelica uvidjele su se mnoge opasnosti koje bi se mogle pojaviti. Zabilježene su nezakonite uporabe bespilotnih letjelica diljem svijeta kojima su ugrožavani ljudski životi i koji nisu u skladu s određenim zakonima poput zakona o zaštiti osobnih podataka. Kako bi se ograničila i osigurala uporaba bespilotnih letjelica mnoge države su donijele posebne zakone o toj temi ili su zakoni u izradi. Zakoni su doneseni prvenstveno zbog sigurnosti ljudi čiji bi život mogao biti ugrožen uporabom bespilotnih letjelica. Letjelice se mogu vrlo lako nabaviti ili izraditi te postoji mogućnost preplavljenosti zračnog prostora. Zbog toga je potrebno registrirati svaku letjelicu i regulirati njezinu uporabu. Pojavljuje se i problem zaštite osobnih podataka s kojim bi svaki rukovatelj bespilotnim zrakoplovom trebao biti upoznat. Također je određenim zakonima potrebno urediti kvalitetu podataka koja bi bila iskoristiva u određene svrhe. Međunarodna organizacija za civilno zrakoplovstvo (eng. ICAO International Civil Aviation Organisation) kao specijalizirana agencija Ujedinjenih Naroda (eng. UN United Nations) koja ima 191 državu članicu do sada nije razvila standarde i preporučene prakse (eng. SARPS Standards and Recommended Practices). Međutim, u tijek su aktivnosti studijske grupe za bespilotne letjelice (eng. Unmanned Aircraft Systems Study Group) koju je ICAO oformio godine i koja je izradila Circular 328 AN/190 on Unmanned Aircraft Systems (UAS) i amandmane na Aneks 2 (Pravila letenja eng. Rules of the Air) i Aneks 7 (Nacionalnost zrakoplova i registracijske oznake, eng. Aircraft Nationality and Registration Marks), Konvencije o međunarodnom civilnom zrakoplovstvu (engl. Convention on International Civil Aviation), odnosno tzv. Čikaške konvencije. Naredni korak je usvojiti standarde i preporučene prakse za bespilotne letjelice do godine. (European Aviation Safety, 2015). Na razini EU trenutno važeća regulativa UREDBA (EZ) br. Br. 216/2008 Europskog parlamenta i vijeća, od 20. veljače godine, o zajedničkim pravilima u području civilnog zrakoplovstva i osnivanju Europske agencije za sigurnost zračnog prometa propisuje da bespilotne letjelice težine iznad 150 kg podliježu istim propisima kao i zrakoplovi kojima 18

23 upravljaju piloti. Bespilotne letjelice težine ispod 150 kg su u nadležnosti regulative država članica EU (European Aviation Safety, 2015). Samim time različite države su ovu oblast regulirale na različite načine. Zemlje u okruženju su izdale Pravilnike kojima je definiran način kako, tko, gdje, zašto se, te u kakvim uvjetima mogu odnosno ne mogu koristi bespilotne letjelice. Primjerice u Republici Hrvatskoj je na snazi Pravilnik o sustavima bespilotnih zrakoplova iz godine koji je sveobuhvatno definirao pitanja: primjene, klasifikacije bespilotnih zrakoplova kojima se izvode letačke operacije, klasifikacije područja letenja, kategorizacije letačkih operacija, letenja zrakoplovnim modelom, obveznog osiguranja uporabe radio frekvencijskog spektra, označavanju bespilotnog zrakoplova, pravila letenja, izvođenje letačkih operacije i obveze operatora. Obzirom na nagli razvoj i bespilotnih letjelica i potrebu usklađivanja regulative za ovu oblast Europska agencija za zrakoplovnu sigurnost (eng. EASA European Aviation Safety Agency) je od Europske komisije dobila zadatak da izradi set propisa o bespilotnim letjelicama. Na temelju tog zadatka izrađen je nacrt regulative: NPA pod nazivom Uvod u regulatorni okvir za operacije bespilotnih letjelica. Predviđeno je da buduća regulativa EU o letjelicama ukine postojeće ograničenje od 150 kg te da se odnosi na sve bespilotne letjelice. Fokus je na uspostavu tri kategorije operacija bespilotnih letjelica baziranom na kriteriju rizika. To su kategorije: otvorena (eng. Open), specifična (eng. Specific) i certificirana (eng. Certified). (Jurić V. i sur., 2016.) Schatten (2016.) navodi da različiti aspekti vezani uz privatnost i sigurnost, uključujući, ali ne ograničavajući se na zone u blizini tla, zgrada, ali i prirode (npr. parkovi, rijeke itd.), sigurnosne tehnologije na samim letjelicama (npr. sigurnosni padobrani, ali i sigurnosni protokoli i algoritmi kako bi se osigurala sigurnost zraka), sigurnosne tehnologije na tlu (npr. sigurnosne i mrežne barijere u područjima s gustim pješačkim prometom i sl.), se moraju institucionalizirati. Osim toga, hitni način (eng. emergency mode) rada mora biti proveden u letjelicama kako bi zaustavio ili preusmjerio letjelice od strane zakonske službe kada bi to bilo potrebno, što uključuje signalne ili drugačije komunikacije između letjelica i policijskih službenika. S obzirom na mnogobrojne tehnologije koje narušavaju privatnost dostupne na dronovima, uključujući kamere, WiFi kartice i slično, protokoli koji osiguravaju privatnost moraju biti institucionalizirani. 19

24 3. Okviri za razvoj UAV aplikacija Okvir za razvoj aplikacija (engl. application programming interface, API) je skup određenih pravila i specifikacija koje programeri slijede tako da se mogu služiti uslugama i resursima operacijskog sustava ili nekog drugog složenog programa kao standardne biblioteke rutina (funkcija, procedura, metoda), struktura podataka, objekata i protokola. Korištenje API-ja omogućava programerima koristiti rad drugih programera štedeći vrijeme i trud koji je potreban da se napiše neki složeni program, pri čemu svi programeri koriste iste standarde. Napretkom u operacijskim sustavima, osobito napretkom u grafičkom korisničkom sučelju API je nezaobilazan u stvaranju novih aplikacija. Umjesto da se programi pišu novi iz temelja, programeri nastavljaju na radu drugih. (Cielo G. C ) navodi kada je nekoliko API-ja dostupno u različitim jezicima s različitim stupnjevima korištenja, ograničeni ste samo na jezike koje znate. U ovakvim slučajevima poznavanje više jezika može biti jako korisno. U idućim poglavljima će se detaljnije opisati dva okvira za razvoj letjelice Parrot AR.Drone 2, node-ar-drone i PS-Drone, a ovo su najčešće korišteni okviri: JavaDrone ODC (OpenDroneControl) python-ardrone Argus node-ar-drone PS-Drone 3.1. node-ar-parrot Kako bi koristili node-ar-parrot modul potrebno je na računalo instalirati node.js dostupan na njihovoj službenoj stranici. Skripte napisane u node.js pokreću se iz konzole s navođenjem naredbe node prije poziva skripte. 20

25 Client Ovaj modul omogućuje visoku razinu API klijenta koji pokušava podržati sve značajke drona, dok ih čini jednostavnim za upotrebu. Najbolji način za početi je kreirati datoteku repl.js. var ardrone = require('ar-drone'); var client = ardrone.createclient(); client.createrepl(); Kada pokrenemo datoteku možemo direktno klijentu odnosno dronu slati naredbe. Sada kada smo upoznati s klijentom, možemo napisati autonomni kod koji će obaviti iste radnje koje smo i gore napisali. var ardrone = require('ar-drone'); var client = ardrone.createclient(); client.takeoff(); client.after(5000, function() { this.clockwise(0.5); }).after(3000, function() { this.stop(); this.land(); }); Ukoliko želimo da naša letjelica ima interakciju s nečime, trebali bi pogledati koje nam podatke vračaju njezini senzori. client.on('navdata', console.log); Client API Metoda kojom se kreira klijent je ardrone.createclient([options]), ona vrača novi client objekt, opcije uključuju: ip: IP adresu drona. Zadano vrijednost - ' '. framerate: broj prikazanih slika PngEncoder-a. Zadana (eng. default) vrijednost - 5. imagesize: Veličina slike izrađena od PngEncoder-a. Zadana vrijednost - null. 21

26 client.createrepl() Pokreče interaktivno sučelje sa svim dostupnim metodama klijenta u aktivnom području. Pored toga, client se odnosi na samu instancu objekta client. client.getpngstream() Vraća PngEncoder objekt koji emitira zaseban pufer (engl. buffer) za png sliku kao 'data' događaje (eng. events). Više poziva ove metode vraća isti objekt. Životni tijek veze (npr. ponovno povezivanje na grešku) je upravljano od strane klijenta. client.getvideostream() Vrača TcpVideoStream objekt koji emitira tcp paket kao 'data' događaje (eng. events). Životni tijek veze (npr. ponovno povezivanje uoči greške) je upravljano od strane klijenta. client.takeoff(callback) Postavlja unutarnje stanje fly u true, callback je pozvan nakon što dron javi da lebdi. client.land(callback) Postavlja unutarnje stanje fly u false, callback se poziva nakon što dron javi da je sletio. client.up(speed) / client.down(speed) Metoda kojom dron dobiva ili smanjuje visinu, brzina može biti postavljena od 0 do 1. client.clockwise(speed) / client.counterclockwise(speed) Metoda kojom dron se rotira, brzina može biti postavljena od 0 do 1. client.left(speed) / client.right(speed) 22

27 Kontrolira okretanje, koje je horizontalni pokret koristeći kameru kao referentnu točku brzina može biti postavljena od 0 do 1. client.stop() Postavlja sve kretnje drona na 0, čineći da se dron efektivno lebdi na mjestu. client.calibrate(device_num) Zahtjeva od drona da kalibrira uređaj. Trenutno AR.Drone program izveden u sklopovskoj opremi (eng. firmware) podržava samo jedan uređaj koji se može kalibrirati, to je magnetometar (eng. magentometer), broj uređaja (device_num) je 0. Magnetometar može biti kalibriran samo dok drone lebdi, kalibracija uzrokuje da se dron rotira na mjestu rotira za punih 360 stupnjeva. client.config(key, value, callback) Šalje konfiguracijske naredbe dronu. Npr. ovim linijama koda možemo omogućiti korištenje gornje i donje kamere drona: // Pristupa glavnoj kameri client.config('video:video_channel', 0); // Pristupa donjoj kameri client.config('video:video_channel', 3); Callback se poziva nakon što dron potvrdi zahtjev konfiguracije ili se dogodi istek vremena (eng. timeout). Alternativno, možemo proslijediti opcije objektu koje sadrže iduće: key: postavlja ključ konfiguracije. value: postavlja vrijednost konfiguracije. timeout: vrijeme u milisekundama za koje se čeka potvrda drona. 23

28 Primjer: var callback = function(err) { if (err) console.log(err); }; client.config({ key: 'general:navdata_demo', value: 'FALSE', timeout: 1000 }, callback); client.animate(animation, duration) Metoda kojom dron izvodi već preprogramirane naredbe leta po zadanom trajanju (eng. duration) u milisekundama, animacije mogu biti jedne od sljedećih: ['phim30deg', 'phi30deg', 'thetam30deg', 'theta30deg', 'theta20degyaw200deg', 'theta20degyawm200deg', 'turnaround', 'turnaroundgodown', 'yawshake', 'yawdance', 'phidance', 'thetadance', 'vzdance', 'wave', 'phithetamixed', 'doublephithetamixed', 'flipahead', 'flipbehind', 'flipleft', 'flipright'] Primjer: client.animate('flipleft', 1000); client.animateleds(animation, hz, duration) Naredba izvodi preprogramirane led sekvence (eng. sequence) po danoj hz frekvenciji i trajanju u sekundama. Animacije mogu biti jedne od sljedećih: ['blinkgreenred', 'blinkgreen', 'blinkred', 'blinkorange', 'snakegreenred', 'fire', 'standard', 'red', 'green', 'redsnake', 'blank', 'rightmissile', 'leftmissile', 'doublemissile', 'frontleftgreenothersred', 'frontrightgreenothersred', 'rearrightgreenothersred', 'rearleftgreenothersred', 'leftgreenrightred', 'leftredrightgreen', 'blinkstandard'] Primjer: client.animateleds('blinkred', 5, 2) client.disableemergency() Uzrokuje da se REF bit za hitno stanje (eng. emergency) postavi na 1 dok navdata.dronestate.emergencylanding je 0. Ova metoda oporavlja drona da opet može letjeti i da prikazuje zelena svijetla nakon što je bio srušen i prikazuje crvena svijetla. Također se primjenjuje kada se kreira novi klijent (eng. client) visoke razine (eng. high level). 24

29 Events Klijent će emitirati događaje (eng. events) o slijetanju, lebdjenju, promijeni stanja baterije (batterychange), promijeni visine (altitudechange) sve dok je demo navdata omogućena. client.config('general:navdata_demo', 'FALSE'); UdpControl UdpControl je API niske razine (eng. low level). Dron je kontroliran putem poslanih UDP paketa na priključak (eng. port) Iz razloga što UDP ne garantira redoslijed poruka i pošiljku, klijent mora uzastopno slati svoje instrukcije i uključiti inkrementalni niz brojeva za svaku naredbu. Na primjer, naredba korištena za polijetanje/slijetanje (REF), s nizom brojeva od 1, i parametrom 512 (uzlijetanje) izgleda ovako: AT*REF=1,512\r Kako bi olakšali stvaranje i slanje tih paketa, ovaj modul izlaže UdpControl klasu koja obavlja te zadatke. Npr. naredni program će izvesti da dron poleti i lebdi na mjestu. var ardrone = require('ar-drone'); var control = ardrone.createudpcontrol(); setinterval(function() { // Emergency: true naredba obnavlja drona iz hitnog načina koji se uzrokuje ako // se letjelica sruši. U praksi bi se samo trebala pozivati na početku pokretanja // aplikacije. control.ref({fly: true, emergency: true}); // Naredba vodi brigu o tome da dron lebdi na mjestu, odnosno da se ne kreće. control.pcmd(); // Ovom naredba uzrokuje slanje udb poruke koja treba biti poslana (više aredbi //je spojeno u jednu poruku. control.flush(); }, 30); Kada smo u zraku, možemo letjeti slanjem argumenata pcmd() metodi: control.pcmd({ 25

30 front: 0.5, // leti naprijed s 50% brzinom up: 0.3, // leti gore s 30% brzine }); UdpControl API ardrone.createudpcontrol([options]) / new ardrone.udpcontrol([options]) Kreira novu instancu objekta UdbControl gdje opcije mogu uključivati: Ip: IP adresa drona. Zadana - ' ' Port: Priključak koji se koristi. Zadani 5556 udpcontrol.raw(command, [arg1, arg2, ]) Ova metoda sadrži neobrađenu (eng. raw) AT* naredbu. Korisno je ako se želi potpuna kontrola. Npr. naredba za uzlijetanje bi izgledala ovako: udpcontrol.raw('ref', (1 << 9)); udbcontrol.ref([options]) Ova metoda sadrži AT*REF naredbu, a opcije su: Fly: Postavljena na true za uzlijetanje odnosno lebdjenje, ili false kako bi pokrenula slijetanje odnosno ostanak na zemlji. Zadano je null. Emergency: Da bi postavili bit izvanrednog stanja treba biti postavljeno na true, ili false kako ga ne bi postavili. Zadano je false. udpcontrol.pcmd([options]) Metoda sadrži AT*PCMD (naprednu) naredbu, opcije su: front ili back: Leti prema ili dalje od smjera prednje kamere. left ili right: Leti lijevo ili desno od smjera prednje kamere. up ili down: Dobiva ili smanjuje visinu. clockwise ili counterclockwise: Rotira se oko srednje osi. 26