Enhancing UAV Autonomy: Flight Testing for Cruise Efficiency and Auto-Landing Stability
2025 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesis
Abstract [en]
The aim of this bachelor thesis was to enhance the autonomy of a twin-motor, fixed wing Unmanned Aerial Vehicle used for future long range missions. The three areas investigated included determining the cruise speed, stall speed, and performing a successful fully autonomous landing with the UAV. The project group conducted five test flights using open-source software from Ardupilot. The flight metrics captured were analyzed in MATLAB and visualized using Google Earth. In conclusion, the optimal cruise speed resulting in the longest range was estimated at 20 ± 1.5 m/s with a range of 25 km using a 4000 mAh battery. The stall speed was found at 16 ± 1 m/s which was confirmed by an unintentional stall and crash. The UAV was able to land fully autonomously after PID tuning efforts. The findings point towards the hopeful viability of using a UAV for long range missions.
Abstract [sv]
Syftet med det här kandidatarbetet var att förbättra autonomin hos en tvåmotorig, fastvingad drönare för framtida långdistansuppdrag. Tre huvudsakliga områden undersöktes. Dessa var att fastställa marschfarten, stallfarten och att genomföra en lyckad autonom landning med drönaren. Projektgruppen genomförde fem testflygningar med hjälp av öppen källkod från Ardupilot. Flygdatan analyserades i MATLAB och visualiserades i Google Earth. Sammanfattningsvis uppskattades den optimala marschfarten som ger längst räckvidd vara 20 ± 1.5 m/s med en räckvidd på 25 km vid bruk av ett 4000 mAh batteri. Stallfarten fastställdes att vara 16 ± 1 m/s. Vid en flygning bekräftades detta av en oavsiktlig stall som resulterade i ett mindre haveri. UAV:n kunde landa helt autonomt efter en rätt inställd PID kontroller. Resultaten visar på en god potential att använda en UAV för långdistansuppdrag.
Place, publisher, year, edition, pages
2025. , p. 395-402
Series
TRITA-EECS-EX ; 2025:138
Keywords [en]
UAV, Ardupilot, fixed wing, autonomy, landing, cruise speed, stall speed, KTH, bachelor thesis
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-376122OAI: oai:DiVA.org:kth-376122DiVA, id: diva2:2034007
Supervisors
Examiners
Projects
Kandidatexamensarbete i Elektroteknik 2025, EECS, KTH2026-01-302026-01-30