Flygande Autonomt Spaningsplan Version 1.0 Dokumentansvarig: Henrik Abrahamsson Dokumentansva Datum: 13 februari 2008 Status Granskad Godkänd
Projektidentitet Hemsida: Kund: LiTH http://www.isy.liu.se/edu/projekt/tsrt71/2008/flygproj2008/ Roger Larsson, Linköpings Universitet Telefon: +46 13-28 18 92 E-mail: roglar@isy.liu.se Beställare: David Törnqvist, Linköpings Universitet Telefon: +46 13-28 18 82, E-mail: tornqvist@isy.liu.se Handledare: Janne Harju Johansson, Linköpings Universitet Telefon: +46 13-28 28 04 E-mail: harju@isy.liu.se Examinator: Daniel Axehill, Linköpings Universitet Telefon: +46 13-28 40 42 E-mail: daniel@isy.liu.se Gruppmedlemmar Namn Ansvarsområde Telefon E-mail (@student.liu.se) Mattias Lager Projektledare 070-2766549 matla794 Henrik Abrahamsson Dokumentansvarig 073-3587885 henab729 Peter Carlson Komponentansvarig 070-5557393 petca046 Christoffer Bergkvist Testansvarig 073-5717336 chrbe602 Markus Landberg Leveransansvarig 073-3910063 marla969 Per Fagrell Designansvarig Mjukvara 070-7745980 perfa866 Fredrik Lindsten Designansvarig Hårdvara 073-4201600 freli005 Martin Längkvist Presentationsansvarig 073-9298010 marla162 Samuel Nissilä Källström Informationsansvarig 070-9244224 samni756
Dokumenthistorik LiTH Version Datum Utförda ändringar Utförda av Granskad av 0.1 2008-02-07 Första utkast Samuel Nissilä Källström Martin Längkvist, Mattias Lager 0.2 2008-02-09 Ändrat enligt Mattias Lager Fredrik Lindsten önskemål från kund och beställare 1.0 Slutgiltig version Henrik Abrahamsson Mattias Lager
LiTH 1 Innehållsförteckning 1 Översiktlig beskrivning av projektet... 1 1.1 Syfte... 1 1.2 Mål... 1 1.3 Leveranser... 1 1.4 Begränsningar... 1 2 Fasplan... 1 2.1 Före projektstart... 1 2.2 Under projektet... 1 2.3 Efter projektet... 1 3 Organisationsplan för hela projektet... 2 3.1 Organisationsplan för projektgruppen... 2 3.2 Organisationsplan övriga... 2 4 Dokumentplan... 3 5 Utvecklingsmetodik... 3 6 Utbildningsplan... 3 6.1 Egen utbildning... 3 6.2 Kundens utbildning... 3 7 Rapporteringsplan... 4 8 Mötesplan... 4 9 Resursplan... 4 9.1 Personer... 4 9.2 Material... 4 9.3 Lokaler... 4 9.4 Ekonomi... 4 10 Milstolpar och beslutspunkter... 5 10.1 Milstolpar... 5 10.2 Beslutspunkter... 5 11 Aktiviteter... 5 12 Tidplan... 7 13 Kvalitetsplan... 7 13.1 Granskningar... 7 13.2 Testplan... 7
LiTH 14 Riskanalys... 7 15 Prioriteringar... 7 16 Projektavslut... 7
LiTH 1 Översiktlig beskrivning av projektet 1.1 Syfte Syftet med projektet är att utveckla ett positionerings- och styrsystem för ett flygande autonomt modellflygplan, ett så kallat Unmanned Aerial Vehicle (UAV). 1.2 Mål Målet är att konstruera ett system till ett modellflygplan så att flygplanet kan flyga autonomt efter en förutbestämd bana med hjälp av data från GPS, barometrisk tryckmätare och IMU. 1.3 Leveranser Under projektets gång kommer fem delleveranser att ske enligt följande projektdirektiv: BP-nr. Beskrivning 2 13/2 Kravspecifikation, projektplan och systemskiss levereras. 3 Vecka 9 Designspecifikation och testplan levereras. 4 Vecka 16 Leverans av delsystem, dvs. positioneringssystem, styrsystem och hårdvaruintegrering inklusive system för manuellt övertagande av flygplanet. 5 Vecka 18 Färdigt autonomt flygplan, testprotokoll, användarhandledning och ett föredrag där det visas att kraven i kravspecifikationen är uppfyllda. 6 Vecka 20 Teknisk dokumentation, efterstudie, posterpresentation och hemsida som beskriver projektet levereras. 1.4 Begränsningar Planet kommer starta och landa manuellt och planets autonoma läge kommer bara att aktiveras då det befinner sig i luften. Planet ska bara kunna flyga under bra väderförhållande. 2 Fasplan 2.1 Före projektstart Projektgruppen får del av uppdraget i ett projektdirektiv. Vad som ska göras definieras i kravspecifikationen och hur man ska göra det definieras i systemskissen. Aktiviteter identifieras och resurser och tid planeras. Planen för projektets utförande sammanställs i denna projektplan. 2.2 Under projektet Projektet med dess aktiviteter utförs under denna fas. Detaljerade specifikationer skapas. Aktiviteterna utförs, dokumenteras och testas. En kontinuerlig rapportering till beställaren sker med hjälp av mötesprotokoll och statusrapporter. 2.3 Efter projektet Projektresultatet överförs till beställaren och projektet avslutas. En utvärdering görs innan projektgruppen upplöses. 1
3 Organisationsplan för hela projektet LiTH Kund Beställare Handledare Projektgruppen Projektled. Expert Positionering Styrsystem Hårdvara Figur 1 Organisationsplan för hela projektet 3.1 Organisationsplan för projektgruppen Projektgruppen leds av Mattias Lager och gruppen är indelad i tre delgrupper; positionering, styrsystem och hårdvara. Henrik, Peter, Samuel och Martin ingår i positioneringsgruppen. Fredrik, Christoffer och Markus ingår i styrsystemsgruppen. Slutligen Per och Mattias ingår i hårdvarugruppen. Utöver indelningen i dessa grupper har varje projektmedlem en speciell ansvarspost enligt nedanstående tabell. Namn Ansvarsområde Telefon E-mail (@student.liu.se) Mattias Lager Projektledare 070-2766549 matla794 Henrik Abrahamsson Dokumentansvarig 073-3587885 henab729 Peter Carlson Komponentansvarig 070-5557393 petca046 Christoffer Bergkvist Testansvarig 073-5717336 chrbe602 Markus Landberg Leveransansvarig 073-3910063 marla969 Per Fagrell Designansvarig Mjukvara 070-7745980 perfa866 Fredrik Lindsten Designansvarig Hårdvara 073-4201600 freli005 Martin Längkvist Presentationsansvarig 073-9298010 marla162 Samuel Nissilä Källström Informationsansvarig 070-9244224 samni756 3.2 Organisationsplan övriga Kunden är Roger Larsson, beställare är David Törnqvist, handledare är Janne Harju Johansson och rådgivande expert är Sören Hansson, samtliga vid ISY. 2
LiTH 4 Dokumentplan Följande dokument ska produceras inom projektet. Henrik, som är dokumentansvarig, ansvarar för alla dokument och för att layouten är enhetlig. Granskningen av dokumenten sköts omväxlande utav de olika projektmedlemmarna. Dokumenten ska i slutet av projektet överlämnas till Divisionen Reglerteknik, ISY. Typ av dokument Kravspecifikation Systemskiss med aktivitetslista Tidplan Testplan Designspecifikation Testprotokoll Mötesprotokoll med statusrapportering Protokoll över beslutspunkter Användarhandledning Teknisk dokumentation Efterstudie Övrigt som ska produceras Poster Muntlig presentation Hemsida Demofilm Beskrivning Vad ska göras Hur ska det göras Plan för projektets utförande Planering av tidsåtgång för de olika aktiviteterna Plan för vad som ska testas och hur det ska testas Detaljerad information om produkten Protokoll över utförda tester Protokoll från möten Protokoll över beslutspunktsmötena Hur produkten används För användning om produkten ska reproduceras av utomstående Innehåller värdefull information om projektets genomförande Affisch för projektet Presentation av projektet i första hand för kund och beställare Projektets hemsida som beskriver projektet Videoklipp som ska publiceras på Youtube 5 Utvecklingsmetodik Systemet ska vara uppbyggt i möjligaste mån av moduler för att underlätta vid byte av t.ex. algoritmer eller sensorer. 6 Utbildningsplan 6.1 Egen utbildning Projektgruppen kommer att få en föreläsning i flygteknik av Roger Larsson. David Törnqvist kommer att hålla en genomgång om olika koordinatsystem. I övrigt ansvarar projektmedlemmarna för sin egen utbildning. 6.2 Kundens utbildning Kunden kan utbilda sig själv genom användarhandledningen, genom att närvara vid projektets presentation och genom projektets hemsida. 3
LiTH 7 Rapporteringsplan Projektgruppsmedlemmarna skickar varje söndag, innan klockan 17, in sin tidsrapportering till projektledaren som sammanställer och skickar sammanställningen till beställaren innan klockan 13 nästföljande måndag. 8 Mötesplan Projektgruppen har möten en gång i veckan på fredagar enligt nedanstående punkter. 1. Vill man ta upp någonting på fredagens möte så meddelar man gruppen detta senast kl 17 på torsdagen. 2. Projektledaren (PL) beslutar om vi ska ha möte på fredagen och meddelar övriga projektmedlemmar på torsdag kväll. 3. Mötestid är stående, kl 8.15 om inte annat meddelas av PL. PL meddelar lokal i kallelsen. 4. Alla fredagsmöten protokollförs. 5. Alla gruppmedlemmar deltar på fredagsmötena. 6. Kan man inte komma på något fredagsmöte så ska detta meddelas PL så snart som möjligt. 9 Resursplan 9.1 Personer I projektet ingår 9 gruppmedlemmar enligt tabell sidan 2. Utöver dessa har gruppen en handledare till sitt förfogande; Janne Harju Johansson vid ISY. 9.2 Material Sensorenhet som har inbyggd GPS, barometrisk tryckmätare och IMU, servostyrningskort, Linux-dator samt flygplan. Dessa, samt andra nödvändiga resurser, tillhandahålls av Reglerteknik, ISY 9.3 Lokaler Del i ett grupprum i B-huset mellan ingång 27 och 29 på plan 2 finns för gruppens förfogande. 9.4 Ekonomi 20 h handledningstid av handledare. 9*200 h = 1800 h total arbetstid för gruppen. Det finns 2 styck bärbara datorer tillgängliga för gruppen. 4
10 Milstolpar och beslutspunkter LiTH 10.1 Milstolpar Nr Beskrivning Datum 1. Kravspecifikationen är klar. 2008-02-01 2. Planeringen av projektet är klar och har resulterat i en projektplan, tidplan och 2008-02-12 en systemskiss. 3. Designspecifikationen och testplanen är klara. 2008-02-22 4. Samtliga moduler i flygplanet klara. Vecka 16 5. Flygplanet är leveransklart Vecka 18 6. Tekniska dokumentationen är klar. Vecka 20 10.2 Beslutspunkter Intern Beslutspunkt Nr Beskrivning Datum 0 Beslut om radiolänken Vecka 14 Beslutspunkter Nr Beskrivning Datum 0 Används ej 1 Godkännande av kravspecifikation, beslut att starta förberedelsefasen 2 Godkännande av projektplanering, beslut att starta utförandefasen 3 Godkännande av designspecifikation, beslut att fortsätta utförandefasen 2008-02-29 4 Godkännande av delleverans, beslut att fortsätta. Vecka 16 5 Godkännande av produktens funktionalitet, beslut att leverera Vecka 18 6 Godkännande av teknisk dokumentation, beslut att upplösa projektgruppen Vecka 20 11 Aktiviteter Nr Aktivitet Beskrivning 1. Kravspecifikation Ett dokument där samtliga krav på systemet presenteras. 2. En plan för hur projektet ska lösas. en inkluderar tidplanen. 3. Testplan En planering över de tester som ska utföras på flygplanet. 4. Systemskiss Ett dokument där idéer på lösningar sammanställs inför designspecifikationen. 5. Designspecifikation En detaljerad specifikation av hela systemet. 6. Teknisk dokumentation En dokumentation som beskriver flygplanets konstruktion. 7. Användarmanual En användarmanual. 8. Efterstudie En efterstudie utav projektarbetet. 5
LiTH Nr Aktivitet Beskrivning 9. Film En film som demonstrerar flygplanets prestanda. 10. Poster Poster med information om projektet. 11. Hemsida Skapa och underhålla en hemsida med information om projektet. 12. Presentation En presentation av slutresultatet ska förberedas och presenteras för kunden och beställaren. 13. Utbildning i flygteknik Ett utbildningstillfälle som hålls av kunden. 14. Förstudie, självstudier Läsa dokumentation från tidigare år och även självstudier. 15. Utbildning i hårdvara Fördjupa sina kunskaper om hårdvaran. 16. Uppdatera modell av Ändra och uppdatera den befintliga modellen av flygplanet. flygplanet 17. Installera ny hårdvara i Installation av ny hårdvara i flygplanet. flygplanet 18. Radiolänken mellan flygplan och marken Modifiera hård och mjukvara så att en radiolänk kan upprättas mellan flygplanet och marken under flygning. 19. GUI Framtagandet av ett grafiskt interface för att följa flygplanet under flygning. 20. Byta och uppdatera protokoll Byta och uppdatera befintliga protokoll som är installerad på på Linux-datorn Linux-datorn. 21. Uppdatera HITL Uppdatera befintlig Hardware In The Loop-system. 22. Datainsamling, flygning Flyga med flygplanet för att samla data. 23. Styrsystem testning Tester på styrsystemet. 24. Styrsystem bangenerering Programmering och implementering av bangenereringsfunktion. 25. Styrsystem banföljning Programmering och implementering av banföljningsfunktion. 26. Styrsystem reglering Programmering och implementering av regleringsfunktion. 27. Positioneringssystem EKF Programmering och implementering av ett Extended Kalman Filter för skattning av position. 28. Positioneringssystem Tester på positioneringssystemet. testning 29. Integrering av system Delsystemen sammanfogas till ett helt system. 30. Tester på hela systemet Tester på hela flygplanet ska göras. 31. - - 32. Möten Regelbundna möten där projektarbetet planeras och följs upp ska hållas. 33. Reservtid möten Extramöten ska hållas vid behov. 34. Projektledaruppgifter Projektledaren ska utföra uppgifter som att granska dokument, planera möten, hålla kontakt med beställaren osv. 35. Reservtid Reservtid läggs in vid behov. 6
12 Tidplan Tidplanen bifogas som ett Excel-dokument. LiTH 13 Kvalitetsplan 13.1 Granskningar Per kommer att göra en kodstandard och hålla veckovisa kodgranskningsmöten i smågrupper. Dokumenten kommer att granskas av olika projektmedlemmar och Henrik är ansvarig för en sista genomgång av alla dokument. 13.2 Testplan De olika delgrupperna skickar förslag om lämpliga tester till testansvarig fram till och med söndag vecka 7, innan BP3, varpå testansvarig sammanställer en testplan utefter inkomna samt egna förslag som blir färdig till BP3. 14 Riskanalys Manuell styrning ska alltid kunna avbryta det autonoma läget. Om planet skulle störta så går det fortfarande att utveckla det med hjälp av Hardware in the loop. Hårdvarugruppen utarbetar ett backupsystem inför en eventuell krasch av Linux-datorn. Om positionsgruppen blir försenad/oklar så kan man simulera fram sensordata till styrgruppen. Om en projektmedlem blir sjuk så ska projektets omfattning omförhandlas. 15 Prioriteringar Projektet kommer prioritera enligt följande: Färdigdatum, resurser och uppfyllda krav. 16 Projektavslut Vid projektets avslut ska allt lånat material återlämnas. Projektgruppen ska se till att ISY har tillgång till alla dokument. En avslutningsfest ska hållas i mån av framgång. 7