T E L K O M N I K T elec o m m un ica t io n,  Co m pu t ing ,   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.   18 ,   No .   5 Octo b er   2 0 2 0 ,   p p .   2 6 7 4 ~ 2 6 8 1   I SS N:  1693 - 6 9 3 0 ,   ac cr ed ited   First Gr ad b y   Kem en r is tek d i k ti,  Dec r ee   No : 2 1 /E/KPT /2 0 1 8   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 /TE L KOM NI K A. v 1 8 i5 . 1 6 7 1 6     2674       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   Dev elo pment of  c o ntrol sy stem f o r   qua dro tor unma n ned aeria v ehicle using  Lo R a  wireless an G P S t ra cking       T eddy   Su ry a   G un a wa n 1 Wa n At he e r a h Ya hy a 2 E rwin  S ula em a n 3 ,   M ira   K a rt iwi 4 ,   Z uria t i J a nin 5     1 ,2 De p a rtme n o El e c tri c a a n d   C o m p u ter E n g in e e rin g ,   I n te rn a ti o n a Isla m ic Un iv e rsity   M a lay sia ,   M a lay sia   1 F a k u lt a s T e k n i k   d a n   Ilmu   K o m p u ter,  Un i v e rsitas   P o te n si Ut a m a ,   In d o n e sia   3 De p a rtme n o M e c h a n ica En g i n e e rin g ,   In tern a t io n a Isla m ic Un i v e rsity   M a lay sia ,   M a lay sia   4 De p a rtem e n o In f o rm a ti o n   S y st e m s,  In tern a ti o n a Isla m ic Un iv e r sity   M a lay sia ,   M a lay sia   5 F a c u lt y   o El e c tri c a E n g i n e e rin g ,   Un iv e rsit Tek n o l o g i   M ARA ,   M a lay sia       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   17 2 0 2 0   R ev is ed   Ap r   29 2 0 2 0   Acc ep ted   May   11 2 0 2 0       In   t h e   p a st  d e c a d e s,  th e re   h a b e e n   a   g ro wi n g   in tere st  i n   u n m a n n e d   a e rial   v e h icle (UA Vs fo r   e d u c a ti o n a l,   re se a rc h ,   b u si n e ss ,   a n d   m il i tary   p u rp o se s.  Th e   m o st  c rit ica d a ta  f o a   fli g h t   sy ste m   is  th e   tele m e try   d a ta  fro m   th e   G P S   a n d   wire les tran sm it ter  a n d   a ls o   fro m   t h e   g y ro sc o p e   a n d   a c c e lero m e ter.       Th e   o b jec ti v e   o t h is  p a p e is  to   d e v e lo p   a   c o n tr o sy ste m   fo U AV   u sin g     lo n g - ra n g e   wire les c o m m u n ica ti o n   a n d   G P S .   F irst ,   M a tl a b   sim u l a ti o n   wa c o n d u c ted   t o   o b tain   a n   o p ti m u m   P ID  g a in c o n tro l ler.  Th e n   Lo Ra   wi re les wa s   e v a lu a ted   d u ri n g   c lea a n d   ra i n y   d a y s.  S tatic   a n d   d y n a m ic  p o in ts   m e a su re m e n wa c o n d u c ted   t o   v a li d a te  a n d   o p ti m ize   G P S   a c c u ra c y .   G e o M a p p in g   in   M a tl a b   a n d   G o o g le  G P S   G e o P lan n e we re   th e n   u se d   t o   a n a l y z e   th e   trav e led   UA fli g h t   p a t h .   K ey w o r d s :   GPS   L o R a   PID   co n tr o ller   Qu ad r o to r   UAV   T elem etr y   d ata   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   T ed d y   Su r y Gu n awa n ,   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  an d   C o m p u ter   E n g in ee r in g ,     I n ter n atio n al  I s lam ic  Un iv er s ity   Ma lay s ia,   Ma lay s ia.     E m ail:  ts g u n awa n @ iiu m . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N     I n   th e   p ast  f ew  y e ar s ,   th q u a d r o to r   u n m an n e d   ae r ial  v eh ic le  ( UAV)   h as  g ain e d   in ter est  d u to   its   co m p ac t size,   ag ilit y ,   a n d   au to n o m o u s   f lig h t   [ 1 ] .   UAV  is   a n   air cr af t w ith o u p ilo o n   b o a r d   an d   ca n   b f l o wn   b y   r em o te  co n tr o ller   f r o m   a   g r o u n d   co n tr o l   s tatio n .   UAV s   ca n   f ly   au to n o m o u s ly   an d   also   m an u ally   b y   r em o te   co n tr o ller .   T h e r ar m an y   ty p es  o f   UAV  ac r o s s   th wo r ld ,   an d   th ey   h av s p ec if ic  task   an d   m is s io n   th at  d ep en d s   o n   th p er s o n   wh o   b u ilt  th U AV.   q u ad r o to r   s y s tem   ca n   b u s ed   f o r   s u r v eillan ce   [ 2 ,   3 ] ,   r escu [ 4 ,   5 ] ,   ae r ial   p h o to g r ap h y   [ 6 ,   7 ] ,   p r ec is io n   a g r icu ltu r [ 8 ,   9 ] ,   an d   o th er   wo r k s   th at  ar d an g e r o u s   o r   s p ac lim ited   f o r   h u m an   b ein g s   [ 1 0 ]   At  f ir s t,  UAV  was  n o au to n o m o u s ly   co n tr o lled .   I was  co n tr o lled   b y   r em o te  c o n tr o a n d   b y   m an u al  r ad io ,   j u s lik t y p ical  air c r af t.  T h e   co n tr o s y s tem s   o f   q u ad r o to r   UAV  h as  b ee n   c o n d u cte d   b y   m a n y   r esear ch er s . I n   [ 1 1 ,   1 2 ] ,   th r i g id   b o d y   d y n am ics  o f   q u a d r o to r   UAV  an d   s ev er al  ef f ec t s   o f   ae r o d y n am ics    wer in v esti g ated .   Sev er al  co n tr o ller   ca n   b e   im p lem e n ted ,   in clu d in g   th PID   co n tr o ller   [ 1 2 ] ,   b ac k s tep p in g   co n tr o ller   [ 1 3 ,   1 4 ] ,   s lid in g - m o d co n tr o ller   [ 1 5 ,   1 6 ] ,   ad a p ti v co n tr o [ 1 7 ] ,   f u zz y   lo g ic  [ 1 8 ,   1 9 ] ,   q u a n titativ e   f ee d b ac k   [ 2 0] ,   r ei n f o r ce m en t   lear n in g   [ 2 1 ] ,   etc.   r ev iew  o f   v ar io u s   co n tr o s y s tem s '   p er f o r m an ce   ca n   b e     f o u n d   in   [ 2 2 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l       Dev elo p men t o f c o n tr o l sys te fo r   q u a d r o to r   u n ma n n e d   a e r ia l v eh icle  u s in g … ( Ted d S u r ya   Gu n a w a n )   2675   Desp ite  s o p h is ticated   d i g ital  av io n ic   s y s tem   in s talled   o n   th p r esen t   air cr af t ,   wh ich   d ef i n es  air cr af a ltit u d e,   s p ee d ,   a n d   c o n tin u o u s   p o s itio n ,   we  s till   n ee d   th e   UAV  in   v ar io u s   e m er g en c y   s itu atio n s .   I n   th is   p a p er ,   we  in tr o d u ce   th u s o f   lo n g - r an g ( L o R a)   wir eless   m o d u le  an d   also   th e   GPS  tr ac k in g   t o   e n ab le  th Q u ad r o t o r   UAV  to   o b tain   telem etr y   d ata ,   f o r   e x a m p le ,   c o n tin u o u s   GPS  p o s itio n .   T h d y n am ics  an d   co n tr o s y s tem   o f   th q u ad r o to r   UAV  was  m o d el ed   an d   s im u lated   in   Ma tlab .   I n   o r d er   t o   g et  p r ec is an d   c o n tin u o u s   d ata  telem etr y   f r o m   t h UAV  to   th e   g r o u n d   co n tr o s tatio n   ( GC S),   we  u s th lo n g - r a n g ( L o R a)   wir ele s s   co m m u n icatio n   s y s tem   [ 2 3 ] .       2.   Q UADR O T O UN M ANN E AE RI AL   V E H I C L E   ( UA V)   M O DE L L I NG   T h m ajo r ity   o f   co m m er cial  q u ad r o to r s   ar m a r k eted   with   t h aim   o f   d o in g   ae r ial  p h o to g r ap h y ,   e. g . ,   Aer y o n   s co u t,  Mic r o d r o n es  m d 4 - 1 0 0 0 ,   Qu an s er   Qb all,   P ar r o AR .   Dr o n 2 . 0 ,   DJI  Ph an to m   3 ,   AscTe c,   Mik r o k o p ter ,   etc.   I n   ad d itio n ,   th er a r m a n y   c o m m u n it ies   an d   u n iv er s ity - b ase d   o p e n - s o u r ce   p r o jects  f o r   q u ad r o to r s   d e v elo p m en t,  e . g . ,   STARMA C   X4 ,   ANU  X4 - Fly er ,   Ar d u in o   AT m eg a   b ased ,   Mik r o k o p ter   b ased ,   STM 3 2   b ased ,   etc  [ 2 4 ] .   T h e   s tr u ctu r o f   th q u ad r o to r   UAVs  in v esti g ated   in   th is   p ap er   is   as  s h o wn   in     Fig u r 1 .   T h er ar two   k e y   s tates o f   th q u ad r o to r   UAV,   i.e . ,   p o s itio n   ( , , )   an d   attitu d ( r o ll,   p itch ,   y aw) .   T h p o s itio n   d escr ib es  th tr an s latio n   b etwe en   th wo r ld   f r a m an d   b o d y   f r a m e.   T h attitu d e   d escr ib es  r o tatio n   b etwe en   th wo r ld   an d   b o d y   f r am es.  R o ll  d escr ib es  h o th r ig h an d   lef s id e s   ar elev ated   with   r esp ec to   ea ch   o th er   ( if   th lef t sid p u s h ed   d o wn ,   a n d   th r ig h t sid is   p u s h ed   u p ,   th UAV  will m o v to   th lef t) .   Pit ch   d escr ib es  h o t h e   f r o n an d   b ac k   ar e   elev ated   with   r esp ec to   ea ch   o th er   ( if   th e   f r o n is   m o v e d   d o wn ,   a n d     th b ac k   is   u p ,   it will m o v f o r war d ) .   An d   y aw  d escr ib es th e   r o tatio n   o f   th d r o n ( if   th f r o n t,  b ac k ,   an d   b o th   s id es a r lev eled ,   it c an   tu r n   ar o u n d   t h y aw  ax is   with o u t sh if tin g   p o s itio n ) .   T h d y n am ic  o f   q u ad r o to r   U AVs  ca n   b f o r m u lated   as  d escr ib ed   in   [ 1 2 ,   1 7 ] .   T h p o s itio n   , ,   an d   attitu d ( r o ll,  p itch ,   y aw)   , , ,   ca n   b f o r m u lated   as:     ̈ = ( c os s in c os + s in s in ) 4 + 1   ̈ = ( c os s in s in s in c os ) 4 + 2   ̈ = c os c os 4 + 3   ̈ = ̇ ̇ (    ) +  ̇ Ω +  1 + 4   ̈ = ̇ ̇ (    )  ̇ Ω +  2 + 5   ̈ = ̇ ̇ (   ) + 1  3 + 6   ( 1 )     wh er   is   th m ass   o f   th q u ad r o to r   a n d   its   p ay lo a d ,    ,  ,    ar th m o m en ts   o f   i n er tia  o f   t h q u a d r o to r ,     is   h len g th   f r o m   th b a r y ce n tr to   th ce n ter   o f   ea ch   r o to r ,     an d   Ω   p r o v i d th m o m e n ts   o f   in er tia  an d   an g u lar   v elo city   o f   th e   p r o p eller   b lad es,  1 , , 6   ar b o u n d ed   d is tu r b an ce s .   1 , 2 , 3   ar th r u s ts   in     th e   d ir ec tio n   o f   r o ll,  p itch ,   y aw  an d   4   is   th co llectiv th r u s t.  T h r elat io n s h ip s   b et wee n   th th r u s [ 1 , 2 , 3 , 4 ]   an d   co n tr o l sig n als  [ 1 , 2 , 3 , 4 ]   f o r   m o t o r s   ar s h o wn   as:     1 = ( 2 4 )   2 = ( 1 3 )   3 = ( 1 2 + 3 4 )   4 = ( 1 + 2 + 3 + 4 )     ( 2 )     wh er   [ 1 , 2 , 3 , 4 ]   ar e   co n tr o s ig n als  th at   r an g e   f r o m   0   to   1 ,     an d     ar t h p ar am eter s   w h ich   tr a n s late  co n tr o s ig n als  to   th r u s ts   an d   t o r q u e.   T h e   p r o p o r tio n al  in teg r al  d er iv at iv ( PID )   co n tr o ller   ca n   b u s ed   d u to   its   r elativ ely   s im p le  s tr u ctu r e,   wh ich   ca n   b e   ea s i ly   u n d e r s to o d   an d   im p lem en ted   i n   p r ac tice .     ( ) = ( ) + ( )  +  ( )    0     ( 3 )     wh er ( )   is   th in p u t sig n al,   ( ) = ( ) ( )   is   t h er r o r   s ig n al,   , ,   ar th p r o p o r tio n al,   in teg r al,   an d   d er i v ativ co n t r o ller   g ai n s ,   r esp ec tiv ely .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0 :    267 4   -   2681   2676       Fig u r 1 .   T h s tr u ctu r o f   q u a d r o to r   UAVs a d o p ted   f r o m   [ 2 1 ]       3.   DE S I G O F   CO NT RO L   S Y ST E M   F O Q UAD RO T O UAV   F o r   t h e   U A V   d e s i g n ,   t h e   o r i g i n a l   U A V   w e i g h t   i s   e s t i m a t e d   t o   b e   5 5 0   g r a m s   w i t h   t h e   b a t t e r y .   T h e   w e i g h t   o f   t h e   a d d i t i o n a l   b a t t e r y ,   L o R a   w i r e l e s s ,   G P S   m o d u l e s ,   a n d   A r d u i n o   M e g a   m i c r o c o n t r o l l e r   a r e   c o u n t e d   a s     t h e   p a y l o a d ,   w h i c h   i s   e s t i m a t e d   t o   b e   a r o u n d   2 5 0   g r a m s .   T o t a l   w e i g h t   i s   e s t i m a t e d   t o   b e   a r o u n d   8 0 0   g r a m s .   F o r     t h e   d e s i g n   o f   a   w i r e l e s s   m o d u l e ,   t h e r e   a r e   s e v e r a l   c h a r a c t e r i s t i c s   r e q u i r e d ,   s u c h   a s   l o w   d a t a   r a t e ,   l o n g e r   r a n g e ,   a n d   v e r y   l o w   p o w e r   c o n s u m p t i o n .   T h e   h i g h   d a t a   r a t e   i s   n o t   r e q u i r e d   d u e   t o   t h e   n a t u r e   o f   t h e   c o m m a n d s   b e i n g   s e n t   o r   t h e   d a t a   b e i n g   r e c e i v e d .   I n   o u r   r e s e a r c h ,   w e   j u s t   t r a n s m i t   a n d   r e c e i v e   G P S   l o c a t i o n s   f r o m   t h e   U A V   t o   t h e   g r o u n d   s t a t i o n .   I f   i m a g e   o r   v i d e o   w a s   r e q u i r e d   t o   b e   t r a n s m i t t e d ,   t h e n   a   h i g h e r   d a t a   r a t e   w i l l   b e   n e c e s s a r y .   F o r   l o n g - r a n g e   c o n t r o l   a n d   d a t a   t r a n s m i s s i o n ,   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   s h o u l d   h a v e   l o n g - r a n g e   w i t h   r e l a t i v e l y   h i g h   f i d e l i t y .   M o r e o v e r ,   p o w e r   c o n s u m p t i o n   n e e d s   t o   b e   m i n i m a l   t o   c o n s e r v e   l i m i t e d   b a t t e r y   p o w e r   a t   U A V .   I n   t h i s   r e s e a r c h ,   t h e   l o n g - r a n g e   w i r e l e s s   m o d u l e   i s   u s e d   t o   o b t a i n   a   c o n t i n u o u s   r e a d i n g   f r o m   t h e   G P S   s e n s o r ,   a n d   t h e   c o m m u n i c a t i o n   r a n g e   s h o u l d   b e   b e t w e e n   5   t o   1 0   k m .   T h e   w i r e l e s s   m o d u l e   s h o u l d   b e   c a p a b l e   o f   s e l f - s t a n d i n g   i n   t e r m s   o f   c o m m u n i c a t i o n   i n f r a s t r u c t u r e   a n d   p o w e r   s u p p l y   s i n c e   s t a n d a r d   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m s   c o u l d   h a v e   c o l l a p s e d   d u r i n g   u n p r e d i c t a b l e   e v e n t s   a n d   e m e r g e n c i e s .   F o r   t h i s   p u r p o s e ,   t h e   w i r e l e s s   m o d u l e   u s e d   i n   t h i s   r e s e a r c h   i s   S e m t e c h   L o r a   8 6 8   M H z   9 1 5   M H z   S X 1 2 7 2   L i b e l i u m   r a d i o   f r e q u e n c y   m o d u l e   [ 2 5 ] ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2   ( a ) .     I t   h a s   a   d u a l - f r e q u e n c y   b a n d ,   i . e . ,   8 6 3 - 8 7 0   M H z   ( E u r o p e )   a n d   9 0 2 - 9 2 8   M H z   ( U S ) .   T h e   t r a n s m i s s i o n   p o w e r   i s     1 4   d B m .   T h e   s e n s i t i v i t y   i s   - 1 3 4   d B m .   M o r e o v e r ,   t h e   c o m m u n i c a t i o n   d i s t a n c e   c a n   c o v e r   m o r e   t h a n   2 2   k m .   T h e   S X 1 2 7 2   m o d u l e   u s e s   t h e   S P I   p r o t o c o l   ( S e r i a l   p e r i p h e r a l   I n t e r f a c e )   p i n s   f o r   c o m m u n i c a t i o n .     T h e   S P I   p o r t   a l l o w s   f a s t e r   c o m m u n i c a t i o n   a n d   f r e e s   u p   t h e   W a s p m o t e s   U A R T   ( U n i v e r s a l   A s y n c h r o n o u s   R e c e i v e r / T r a n s m i t t e r )   f o r   o t h e r   p u r p o s e s .   T h e   S X 1 2 7 2   m o d u l e   d o e s   n o t   i m p l e m e n t   a n y   s e c u r i t y   m e t h o d .   E n c r y p t i o n   i s   p r o v i d e d   t h r o u g h   t h e   W a s p m o t e   E n c r y p t i o n   l i b r a r y .   S p e c i f i c a l l y ,   t h r o u g h   t h e   A E S   a l g o r i t h m   w i t h   t h e   s y m m e t r i c   k e y ,   w i t h   a   l e n g t h   o f   1 2 8 ,   1 9 2 ,   o r   2 5 6   b i t s .   P r o g r a m m i n g   t h e   m i c r o c o n t r o l l e r   i s   a   s i m p l e   t h r e e   s t e p s   p r o c e s s :   w r i t e   t h e   c o d e ,   c o m p i l e   t h e   c o d e ,   a n d   u p l o a d   t h e   c o d e   i n t o   t h e   m i c r o c o n t r o l l e r .   T h e   G P S   m o d u l e   s e l e c t e d   i n   t h i s   r e s e a r c h   i s   U b l o x   N e o - 6 M ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2   ( b ) .   I t   p r o d u c e s   o u t p u ts   o f   t h e   c u r r e n t   p o s i t i o n   a n d   t i m i n g   d a t a   i n   t h e   f o r m a t   o f   N M E A   0 1 8 3   a n d   h a s   a   p o s i t i o n i n g   a c c u r a c y   o f   1 0   m e t e r s   w i t h o u t   a n d   5   m e t e r s   w i t h   W A A S   ( W i d e   A r e a   A u g m e n t a t i o n   S y s t e m ) .   I t   p r o v i d e s   a u g m e n t a t i o n   i n f o r m a t i o n   t o   G P r e c e i v e r s   t o   e n h a n c e   t h e   a c c u r a c y   a n d   r e l i a b i l i t y   o f   p o s i t i o n   e s t i m a t e s   a n d   a l s o   e x p a n d   t h e   G P S ,   w i t h   t h e   g o a l   o f   i m p r o v i n g   i t s   a c c u r a c y ,   i n t e g r i t y ,   a n d   a v a i l a b i l i t y .   G P S   U - B l o x   N e o   6 M   m o d u l e s   g i v e   d i f f e r e n t   a p p r o a c h e s   f o r     g e o - t a g g i n g   a n d   s t i t c h i n g   i m a g e s   b a s e d   o n   G N S S   ( g l o b a l   n a v i g a t i o n   s y s t e m s ) .     T h e   p o w e r   s u p p l y   r e q u i r e d   f o r   t h i s   G P S   m o d u l e   i s   3 . 6   V   s u i t a b l e   f o r   A r d u i n o .   T h e   D C   c u r r e n t   t h r o u g h   a n y   d i g i t a l   I / O   p i n   i s   a r o u n d   t e n   m A .   T h e   a n t e n n a   g a i n   i s   5 0   d B ,   a n d   t h e   U A R T   t i m i n g   h a s   a   m a x i m u m   b a n d w i d t h   o f   1 0 0   k b i t / s .   M a n y   r e s e a r c h e r s   h a v e   u s e d   t h i s   G P S   U - B l o x   b e c a u s e   o f   i t s   u s a b i l i t y   a n d   d a t a   a c c u r a c y .   C u r r e n t l y ,   t h e r e   a r e   3 2   G P S   s a t e l l i t e s   o r b i t i n g   t h e   E a r t h ,   i n   w h i c h   t e n   s a t e l l i t e s   w a s   e n o u g h   t o   p r o v i d e   h i g h   a c c u r a c y   d a t a ,   w h i l e   f o u r   s a t e l l i t e   w i l l   b e   t h e   m i n i m u m .     G P S   s a t e l l i t e   s e n d   c o u r s e   a c q u i s i t i o n   ( C / A )   c o d e   t o   G P S   r e c e i v e r   o n   e a r t h   s t a t i o n   a n d   g i v e   t h e   a c c u r a t e   p o s i t i o n i n g   t o   t h e   u s e r   o n   E a r t h .   T h e   G P S   u s e r   o n   E a r t h   c a n   e v e n   g e t   t h e   d i s t a n c e   f r o m   o n e   p o i n t   t o   a n o t h e r   p o i n t   a c c o r d i n g   t o   G P S   t r a c k i n g .   F o r   t h e   p a y l o a d   a t   t h e   U A V ,   A r d u i n o   M e g a   w i l l   b e   u s e d   a n d   c o n n e c t e d   t o   G P S   a n d   L o R A   w i r e l e s s     m o d u l e s   [ 2 6 ,   2 7 ] .   M u l t i p r o t o c o l   r a d i o   s h i e l d ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2   ( c ) ,   i s   u s e d   t o   c o n n e c t   A r d u i n o   M e g a   a n d   t h e   W i r e l e s s   L i b e l i u m   L o R a   m o d u l e .   F o r   t h e   g r o u n d   s t a t i o n ,   A r d u i n o   U n o   a n d   L o R a   r e c e i v e r   a r e   u s e d   a n d   c o n n e c t e d   t o   t h e   c o m p u t e r   t o   o b t a i n   t h e   t r a n s m i t t e d   d a t a   f r o m   U A V .   T h e   s p e c i f i c a t i o n   o f   t h e   U A V   i s   a   q u a d c o p t e r   w i t h   s i x   a x e s   o f   m o v e m e n t ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   3 .   T h e   c o n t r o l l e r   i s   a   2 . 4   GHz   t r a n s m i t t e r .   T h e   l e n g t h   a n d   w i d t h   o f   t h e   q u a d c o p t e r   a r e   5 00   m m   w i t h   a   h e i g h t   o f   1 9 0   m m .   L i P o   b a t t e r y   h a s   a   c a p a c i t y   o f   7 . 4   V / 2 2 0 0   m A   a n d   p o w e r   o f     1 6 . 3   W .   T h e   p a y l o a d   f o r   t h e   U A V   i s   i n c l u d i n g   t h e   G P S   r e c e i v e r ,   L o R a   w i r e l e s s   m o d u l e ,   a n d   a n   H D   c a m e r a   f o r   F i r s p e r s o n   v i e w   ( F P V ) .   H o w e v e r ,   t o   m i n i m i z e   b a t t e r y   u s a g e   f o r   a   l o n g e r   f l i g h t ,   t h e   H D   c a m e r a   c a p t u r e d   t h e   i m a g e s   a n d   s a v e d   i t   i n   t h e   S D   c a r d ,   r a t h e r   t h a n   r e a l - t i m e   t r a n s m i t t i n g   i t   t o   t h e   g r o u n d   s t a t i o n .   T h i s   U A V   i s   c o n t r o l l e d   b y   a   m i c r o c o n t r o l l e r   s u c h   a s   A r d u i n o   a n d   o t h e r   s e n s o r s .   B o t h   o f   t h e m   h a v e   g r e a t   i m p o r t a n c e   f o r   i n c r e a s i n g   t h e   e f f i c i e n c y   o f   t h e   U A V   a n d   c a n   i n c r e a s e   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   a i r c r a f t   s y s t e m .     T h e   p a y l o a d   p r o t o t y p e   i s   m a d e   f r o m   p l a s t i c   m a t e r i a l   f o r   t h e   c o v e r   o f   t h e   b o d y .   A   h i e r a r c h i c a l   c o n t r o l   s y s t e m   i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l       Dev elo p men t o f c o n tr o l sys te fo r   q u a d r o to r   u n ma n n e d   a e r ia l v eh icle  u s in g … ( Ted d S u r ya   Gu n a w a n )   2677   d e s i g n e d   w h e r e   a   h i g h - l e v e l   c o n t r o l l e r   i s   r e s p o n s i b l e   f o r   G P S   l o c a t i o n   a n d   p o s i t i o n i n g   a n d   a l s o   c o n t r o l l i n g     l o n g - r a n g e   r a d i o   f r e q u e n c y   m o d u l e s .     T h e   p l a t f o r m   o f   t h e   c o n t r o l l e r   h a s   a   t o t a l   o f   4   a c t u a t o r s   t h a t   a r e   r e s p o n s i b l e   f o r   o r i e n t i n g   a n d   t r a n s l a t i n g     t h e   c r a f t   a c c o r d i n g   t o   t h e   o u t p u t s   o f   t h e   c o n t r o l l e r .   T h e   a c t u a t o r   l i n e s   a r e   m a d e   u p   o f   t h e   e l e c t r o n i c   s p e e d   c o n t r o l l e r   ( E S C ) ,   t h e   m o t o r s ,   a n d   t h e   p r o p e l l e r s .   T h e   E S C   o b t a i n s   p o w e r   f r o m   t h e   7 . 4   V   m a i n   b a t t e r y   a n d   a n   i n p u t   s i g n a l   i n     t h e   f o r m   o f   p u l s e - w i d t h - m o d u l a t i o n   ( P W M )   c o m m a n d   f r o m   t h e   A r d u i no   m e g a .   T h e   E S C   t h e n   t r a n s l a t e s   t h e s e   P W M   c o m m a n d s   i n t o   t h e   a p p r o p r i a t e   r o t a t i n g   m a g n e t i c   f i e l d   u s e d   t o   c o n t r o l   t h e   s p e e d   o f   t h e   m o t o r s .             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r 2 Har d war d esig n   f o r   co n tr o l sy s tem   o f   q u a d r o to r   UAV;    ( a)   L o R SX1 2 7 2 ,   ( b )   GPS Ub lo x   Neo - 6 m ,   ( c )   a r d u in o   m u l tip r o to co l sh ield           ( a)   ( b )     Fig u r 3 .   Fro n t a n d   to p   v iew  o f   th q u a d co p te r ( a)   f r o n v ie w   an d   ( b )   to p   v iew       4.   E XP E R I M E N T A L   RE SUL T A ND  D I SC USS I O N   T h is   s ec tio n   d escr ib es  th e   q u ad r o to r   Ma tlab   s im u latio n ,   e x p er im en tal  s etu p ,   a n d   e x p er im en ts   o n     th L o R wir eless   co m m u n icatio n   an d   GPS  ac cu r ac y .   Ma t lab   s im u latio n   co n f ir m e d   th at   th PID   co n tr o ller   p r o v id e d   g o o d   co n tr o s y s te m   p er f o r m an ce .   Mo r e o v er ,   th n ex ex p er im en ts   ev alu ated   t h GPS  ac cu r ac y   o f   th p r e - d eter m in ed   UAV  f lig h t p ath   u s in g   GPS Ge o Plan n er .     4 . 1 .     M a t la s im ula t io n   M a t l a b   s i m u l a t i o n   o f   t h e   a e r o d y n a m i c   d e s i g n   w a s   u s e d   f o r   p r o t o t y p i n g   a n d   f l i g h t   c o n t r o l   s y s t e m   d e s i g n   o f   a   q u a d r o t o r   U A V   m o d e l .   A d d i t i o n a l l y ,   t h e   G e o M a p p i n g   M a t l a b   t o o l b o x   i s   u t i l i z e d   f o r   a   c o m p r e h e n s i v e   G P S   c a l c u l a t i o n   a n d   v a l i d a t i o n .   W i t h   t h e   t i m e   c a l c u l a t i o n   u t i l i t i e s ,   w e   c a n   c o m p u t e   J u l i a n   d a t e s ,   d e c i m a l   y e a r ,   a n d   l e a p   y e a r .   A e r o s p a c e   t o o l b o x   p r o v i d e s   t h r e e   o p t i o n s   f o r   v i s u a l i z i n g   f l i g h t   d a t a .   F i r s t ,   t h e   i n t e r f a c e   t o   f l i g h t   g e a r   f l i g h t   s i m u l a t o r   l e t s   u s   v i s u a l i z e   v e h i c l e   d y n a m i c s   i n   a   s o p h i s t i c a t e d   3 - D   s i m u l a t i o n   f r a m e w o r k .   T h e   f l i g h t   s i m u l a t o r   c a n   p l a y b a c k   f l i g h t - t e s t   d a t a   t h r o u g h   f l i g h t   ge a r   a n d   e f f e c t i v e l y   r e c o n s t r u c t   b e h a v i o r a l   a n o m a l i e s   i n   t h e   f l i g h t - t e s t   r e s u l t s .   M a t l a b   A e r o s p a c e   T o o l b o x   i n c l u d e s   f u n c t i o n s   f o r   c o n t r o l l i n g   t h e   p o s i t i o n   a n d   a l t i t u d e   o f   a   v e h i c l e   i n   t h e   f l i g h t - ge a r   s i m u l a t o r   b y   u s i n g   d o u b l e - p r e c i s i o n   v a l u e s   o f   l o n g i t u d e ,   l a t i t u d e ,   a l t i t u d e ,   r o l l ,   p i t c h ,   a n d   y a w .   S e c o n d ,   t h e   i n t e r f a c t o   s i m u l i n k   3 D   a n i m a t i o n   l e t s   u s   u s e   t h e   f l i g h t   d a t a   t o   c o n t r o l   v e h i c l e   p o s i t i o n   a n d   a t t i t u d e   i n   a   v i r t u a l - r e a l i t y   s c e n e .   T h e   d y n a m i c s   o f   t h e   q u a d r o t o r   a r e   t a k e n   f r o m   [ 2 8 ]   w i t h   s o m e   s l i g h t   m o d i f i c a t i o n ,   e . g . ,   t h e   w e i g h t   o f   U A V   i s   s e t   t o   0 . 8 k g ,   t h e   l e n g t h   o f   t h e   q u a d r o t o r   i s   s e t   t o   0 . 2 7   m ,   e t c .   F i g u r e   4   s h o w s   t h e   S i m u l i n k   m o d e l ,   w h i l e   F i g u r e   5   s h o w s     t h e   s i m u l a t i o n   r e s u l t s ,   i n   w h i c h   t h e   d e s i g n e d   P I D   c o n t r o l l e r   h a s   a c h i e v e d   a   g o o d   p e r f o r m a n c e .   I t   s i m u l a t e s   U A V   t o   mo v e   u p   f r o m   t h e   g r o u n d   u n t i l   a   p r e - d e f i n e d   h i g h t   ( m o d i f y   ) .   A f t e r   t h a t ,   t h e   d e s i r e d     a n d     a r e   s e t   t o   b e c o m e   i n c r e a s i n g   s i n u s o i d a l   f r o m   0   t o   9 0   s e c o n d s   a n d   k e p t   c o n s t a n t   a f t e r w a r d .   T h e   s i m u l a t i o n   r e s u l t s   s h o w   t h e   d e s i r e d   p o s i t i o n   i n   3 D   v e r s u s   t h e   a c t u a l   p o s i t i o n ,   f o r m i n g   a n   u p   a n d   s p i r a l   m o v e m e n t   o f   t h e   U A V .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0 :    267 4   -   2681   2678       Fig u r 4 .   Simu lin k   m o d el  o f   t h q u a d r o to r   UAV           ( a)   ( b )     Fig u r 5 .   Qu a d r o to r   UAV  s im u latio n   r esu lts ;   ( a)   d esire d   a n d   ac tu al  p o s itio n   X,   Y,   Z   an d     ( b )   d esire d   an d   ac t u al  p o s itio n   in   3 D       4. 2.     E x perim ent a s et up   T h ex p er im e n tal  s etu p   is   s h o wn   i n   Fig u r 6 .   W h av d iv id ed   th ex p er im e n ts   in to   s tatic  a n d   d y n am ic  p o in ts   m ea s u r em en t s .   Fo r   s tatic  p o in ts   m ea s u r em en t,  th g r o u n d   co n tr o s tatio n   is   p lace d   at  o n s tatic  lo ca tio n ,   an d   th GPS  co o r d in ates  o f   th at  lo ca tio n   ar e   m ea s u r ed   u s i n g   th GPS  Ub lo x   N E O,   in   wh ich   we  o b tain ed     Po in A.   W th en   m o v ed   th GPS  r ec eiv er   to   an o th er   lo ca tio n ,   an d   th GPS  co o r d in ates  a th at  lo ca tio n   w er e   tr an s m itted   u s in g   L o R a   to   th g r o u n d   s tatio n   an d   r ec o r d ed   to   o b tain   Po in B .   T h d is tan ce   b etwe en   p o in an d   p o in t B th en   ca n   b ca lcu lated .   Fo r   d y n am ic  p o in ts   m ea s u r e m en t,  th g r o u n d   s tatio n   GPS  lo ca tio n   h as  b ee n   r ec o r d ed   e ar lier   ( f r o m   s tatic  m ea s u r em en t) .   T h L o R tr an s m itte r   is   attac h ed   to   th e   q u ad r o to r   UAV.   T h UAV  is   th en   f lo w n   to   a n y   lo ca tio n s ,   an d   its   p o s itio n s   wer tr an s m itted   to   th g r o u n d   s tatio n   an d   r ec o r d ed .   Fo r   an aly s is   p u r p o s es,    th r ec o r d ed   GPS  lo ca tio n s   w er th en   p lo tted   u s in g   th Geo Ma p p in g   to o in   Ma tlab ,   in   wh ich   we  ca n   f u r th e r   an aly z th d y n am ic  f lig h t p at h .     4 . 3 .     E x perim ent   o n L o Ra   Fig u r 7   s h o ws  an   ex a m p le  o f   L o R wir eless   r ec eiv er   o u tp u at  th Gr o u n d   Statio n   d u r i n g   a   clea r   d ay   an d   r ain y   d a y .   T h SNR   v alu e   an d   p ac k et  len g th   d u r in g   th r ain y   d a y   w er e   f o u n d   to   b ( - 3 1 ,   1 2 9 ) ,   ( - 3 1 ,   1 2 9 ) ,   ( - 3 1 ,   1 2 7 ) ,   a n d   ( 3 ,   2 5 5 ) ,   in   f o u r   co n s ec u tiv r ea d in g s .   I t   s h o wed   th at  d u r in g   r ain ,   th wir eless   s ig n al  is   atten u ated ,   an d   th e   SNR   f lu ctu ates  to   - 3 1   d B   as  it  e x p er ien c es  d is tu r b an ce s   an d   n o is es.  Fro m   th is   ex p er im en t ,   th L o R m o d u le  was f o u n d   t o   b wo r k in g   as e x p ec ted .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l       Dev elo p men t o f c o n tr o l sys te fo r   q u a d r o to r   u n ma n n e d   a e r ia l v eh icle  u s in g … ( Ted d S u r ya   Gu n a w a n )   2679       Fig u r 6 .   E x p er im e n tal  s etu p   b etwe en   g r o u n d   s tatio an d   q u ad r o to r   UAV         ( a)       ( b )     Fig u r 7 .   L o R r ec eiv er   o u tp u t d u r in g   clea r   an d   r ain y   d ay ;   ( a)   clea r   d a y   an d   ( b )   r ain y   d ay       4. 4.   E x perim ent   o n G P a cc ura cy   a nd   G eo M a pp ing   us i n g   M a t la b a nd   G eo pla nn er   As  d escr ib ed   in   th p r ev io u s   s ec tio n ,   th d y n am ic  m ea s u r em en was  u s ed   to   ev alu ate  G PS   ac cu r ac y .   Po in is   lo ca ted   at  th Petan q u ar ea   o f   Fem ale  Sp o r C o m p lex ,   I I UM ,   w h ile  Po in B   is   lo ca ted   at  Fem ale  Sp o r C o m p lex   Gy m ,   I I UM .   T h is   ex p er im en was  r ep ea ted   eig h t   tim es,  an d   th r esu lt  is   s h o wn   in   T ab le  1 .     I n   co n clu s io n ,   th GPS  r ec eiv er   m o d u le  is   wo r k in g   as  in ten d e d .   Fig u r e s   8   an d   9   s h o w ed   th Geo Ma p p in g   r esu lt   u s in g   Ma tlab   a n d   GPS  Plan n e r ,   r esp ec tiv ely .   T h e   d is tan ce   t r av eled   d u r in g   th e   d y n am ic  G PS   m ea s u r em en is   ar o u n d   1 0 . 2 3   k m .   I n   o u r   e x p er im en t,   th q u a d r o to r   UA was  co n tr o lled   u s in g   m a n u al  r em o te  co n tr o l.    T h GPS co o r d in ates  ar e   th en   r ec o r d e d   an d   tr a n s m itted   to   th g r o u n d   s tatio n   u s in g   L o R a.   Fo r   th e   au to n o m o u s   f lig h t,  we  co u l d   cr ea te  f lig h p lan   b ased   o n   lo ca tio n s   in   wh ich   th UAV  co u ld   f ly   on   its   o w n   f o llo win g     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0 :    267 4   -   2681   2680   th f lig h p ath .   T h is   ca n   b u s ed   later   o n ,   alo n g   with   th im ag o r   v id eo   r ec o r d i n g ,   f o r   v a r io u s   p u r p o s es,  s u ch   as g eo s p atial  m ap p in g ,   p r ec is i o n   ag r ic u ltu r e,   d is aster   ar ea   m ap p in g ,   etc.       T ab le  1 .   L atitu d e ,   lo n g itu d e,   a n d   d is tan ce   b etwe en   two   p o in t s   D e l t a   ( l a t i t u d e )   l o n g i t u d e   (B - A)   M e a n   l a t i t u d e   P o i n t   A   P o i n t   B   La t 2   Lo n g 2   D i st a n c e   ( m)   A l t i t u d e   D i f f e r e n c e   - 0 . 0 0 0 7   - 0 . 0 0 0 8   3 . 2 5 3 6 5   6 3 . 3   1 4 8 . 2   4 . 9 E - 07   0 . 9 9 9 9 9 3 2 2 5   1 1 7 . 6   8 4 . 9   - 0 . 0 0 0 7   - 0 . 0 0 0 4 8   3 . 2 5 3 6 5   6 3 . 3   1 6 5 . 7   4 . 9 E - 07   0 . 9 9 9 9 9 4 8 1 3   1 1 7 . 6 1   1 0 2 . 4   - 0 . 0 0 0 7   1 0 1 . 6 7 1 6   3 . 2 5 3 6 5   0   1 6 5 . 7   4 . 9 E - 07   0 . 9 9 9 9 9 4 8 1 3   1 1 7 . 6 1   1 6 5 . 7   - 0 . 0 0 0 6 2   1 0 1 . 6 7 1 5   3 . 2 5 3 6 9   0   1 7 1 . 1   3 . 8 4 E - 07   0 . 9 9 9 9 9 5 9 3 1   1 1 7 . 6 1   1 7 1 . 1   - 0 . 0 0 1 5   - 0 . 0 0 0 7 8   3 . 2 5 4 1 3   7 2 . 1   1 7 1 . 1   2 . 2 5 E - 06   0 . 9 9 9 9 7 6 1 7 4   1 8 7   99   - 0 . 0 0 1 5 2   - 0 . 0 0 0 7 8   3 . 2 5 4 1 4   7 2 . 2   1 7 1 . 1   2 . 3 1 E - 06   0 . 9 9 9 9 7 5 5 3 4   1 88   9 8 . 9   - 0 . 0 0 1 7 6   - 0 . 0 0 0 7 7   3 . 2 5 4 3 4   9 9 . 2   2 0 4   3 . 1 E - 06   0 . 9 9 9 9 6 7 1 9 5   2 1 2   1 0 4 . 8   - 0 . 0 0 1 8 6   - 0 . 0 0 0 8 3   3 . 2 5 4 2 9   9 9 . 2   1 7 2 . 1   3 . 4 6 E - 06   0 . 9 9 9 9 6 3 3 4 9   1 3 4   7 2 . 9   A v e r a g e :   1 4 8 . 9 3   1 1 2 . 4 6           Fig u r 8 .   Sam p le  o f   GPS r o u t th at  was tr av eled   in   r ea f lig h t e x p er im e n t u s in g   Geo M a p p in g           Fig u r 9 .   Sam p le  o f   GPS r o u t th at  was tr av eled   in   r ea f lig h t e x p er im e n t u s in g   GPS Ge o Plan n er       5.   CO NCLU SI O NS   T h i s   p a p e r   h a s   p r e s e n t e d   t h e   d e s i g n   o f   t h e   c o n t r o l   s y s t e m   o f   q u a d r o t o r   U A V   u s i n g   L o R a   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   a n d   G P S   m o d u l e s .   M a t l a b   s i m u l a t i o n   w a s   c o n d u c t e d   t o   o b t a i n   a n   o p t i m u m   P I D   g a i n s   c o n t r o l l e r .   N e x t ,   t h e   s u i t a b i l i t y   o f   t h e   L o R a   w i r e l e s s   m o d u l e   t o   b e   u s e d   f o r   t e l e m e t r y   d a t a   w a s   e v a l u a t e d   d u r i n g   a   c l e a r   a n d   r a i n y   d a y .   T h e   G P S   t e l e m e t r y   d a t a   w a s   v a l i d a t e d   a n d   o p t i m i z e d   u s i n g   s t a t i c   a n d   d y n a m i c   p o i n t s   m e a s u r e m e n t s .   L a s t l y ,   G e o M a p p i n g   i n   M a t l a b   a n d   G o o g l e   G P S   G e o P l a n n e r   w e r e   u s e d   t o   a n a l y z e   t h e   r e a l   f l i g h t   p a t h .   F u t u r e   w o r k s   i n c l u d e   i m p r o v e d   s i m u l a t i o n   o f   t h e   q u a d r o t o r   U A V   u s i n g   t h e   a v a i l a b l e   o p e n - s o u r c e   d r o n e ,   t h e   u s e   o f   v a r i o u s   s e n s o r s   a n d   i m a g e s   f o r   t e l e m e t r y   d a t a ,   a n d   a u t o n o m o u s   f l i g h t   u s i n g   a   p r e - d e t e r m i n e d   f l i g h t   p l a n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l       Dev elo p men t o f c o n tr o l sys te fo r   q u a d r o to r   u n ma n n e d   a e r ia l v eh icle  u s in g … ( Ted d S u r ya   Gu n a w a n )   2681   ACK NO WL E DG M E N T   T h au th o r   wo u ld   lik e   to   e x p r e s s   th eir   g r atitu d t o   th e   Ma lay s ian   Min is tr y   o f   E d u ca tio n   ( M OE ) ,   wh ic ha s   p r o v i d ed   r esear c h   f u n d in g   th r o u g h   th Fu n d am en tal  R esear ch   Gr an t,  FR GS1 9 - 0 7 6 - 0 6 8 4 .   T h au t h o r s   wo u ld   also   lik e   to   t h an k   I n ter n atio n al  I s lam ic  Un iv er s ity   M alay s ia  ( I I UM ) ,   Un iv er s itas   Po ten s Utam a,   an d   Un iv er s iti T ek n o lo g i M AR ( UiT M)   Sh ah   Alam   f o r   p r o v id i n g   f ac ilit ies to   s u p p o r t th r es ea r ch   wo r k .       RE F E R E NC E S   [1 ]   S .   No ro u z G h a z b i,   Y.  Ag h li ,   M .   Alimo h a m m a d i,   a n d   A.   Ak b a ri ,   " Qu a d ro t o rs  Un m a n n e d   Ae rial  Ve h icle Re v iew , In ter n a t io n a J o u rn a o n   S ma rt   S e n sin g   &   I n telli g e n S y ste ms ,   v o l .   9 ,   n o .   1 ,   p p .   3 0 9 - 3 3 3 ,   2 0 1 6 .   [2 ]   R.   L.   F in n ,   D.   J.  C .   L.   Wr i g h t,   a n d   S .   Re v iew ,   " Un m a n n e d   a ircra ft  sy ste m s:  S u r v e il lan c e ,   e th ics   a n d   p ri v a c y   in   c iv i l   a p p li c a ti o n s,"   C o mp u ter   L a w   &   S e c u rity R e v iew ,   v o l.   2 8 ,   n o .   2 ,   p p .   1 8 4 - 1 9 4 ,   2 0 1 2 .   [3 ]   H.  Kim   a n d   J.  Be n - Oth m a n ,   " A   C o ll isio n - F re e   S u r v e il lan c e   S y ste m   Us in g   S m a rt  UA Vs   in   M u lt i   D o m a in   Io T , "   IEE E   Co mm u n ica ti o n s L e tt e rs ,   v o l.   2 2 ,   n o .   1 2 ,   p p .   2 5 8 7 - 2 5 9 0 ,   2 0 1 8 .   [4 ]   M .   S il v a g n i,   A.   To n o l i,   E.   Zen e rin o ,   a n d   M .   C h iab e rg e ,   " M u lt i p u rp o se   UA fo se a rc h   a n d   re sc u e   o p e ra ti o n i m o u n tai n   a v a lan c h e   e v e n ts,"   Ge o ma ti c s,  Na t u ra l   Ha za rd s   a n d   R isk ,   v o l.   8 ,   p p .   1 8 - 3 3 ,   2 0 1 7 .   [5 ]   J.  Qi,   D.  S o n g ,   H.   S h a n g ,   N.  Wa n g ,   C .   Hu a ,   C .   W u ,   X.  Qi ,   a n d   J.   Ha n ,   " S e a rc h   a n d   re sc u e   r o tary win g   u a v   a n d   it s   a p p li c a ti o n   t o   t h e   lu sh a n   m s 7 . 0   e a rth q u a k e , "   J o u rn a o Fi e l d   R o b o ti c s ,   v o l.   3 3 ,   n o .   3 ,   p p .   2 9 0 - 3 2 1 ,   2 0 1 6 .   [6 ]   N.  H.  M o tl a g h ,   T.   Tale b ,   a n d   O.   Aro u k ,   " Lo w - a lt it u d e   u n m a n n e d   a e rial  v e h icle s - b a se d   in ter n e o f   th in g se rv ice s:  Co m p re h e n si v e   su rv e y   a n d   fu t u re   p e rsp e c ti v e s,"   I EE I n ter n e o T h in g s J o u r n a l ,   v o l.   3 ,   n o .   6 ,   p p .   8 9 9 - 9 2 2 ,   2 0 1 6 .   [7 ]   C.   Ka n e ll a k is  a n d   G .   Ni k o lak o p o u l o s,  " S u r v e y   o n   c o m p u ter  v isi o n   f o UA Vs C u rre n t   d e v e l o p m e n ts  a n d   tren d s,"   J o u rn a o In telli g e n &   Ro b o ti c   S y ste ms ,   v o l.   8 7 ,   p p .   1 4 1 - 1 6 8 ,   2 0 1 7 .   [8 ]   V.  P u r i,   A.  Na y y a r,   a n d   L.   Ra ja,  " Ag ricu lt u re   d ro n e s:  A   m o d e rn   b re a k th ro u g h   i n   p re c isio n   a g r icu lt u re , "   J o u rn a l   o f   S ta ti st ics   a n d   M a n a g e me n S y s te ms ,   v o l .   2 0 ,   n o .   4 ,   p p .   5 0 7 - 5 1 8 ,   2 0 1 7 .   [9 ]   U.  R.   M o g il a n d   B.   De e p a k ,   " Re v iew   o n   a p p li c a ti o n   o d ro n e   sy st e m in   p re c isio n   a g ricu lt u re , "   Pr o c e d ia   c o m p u ter   sc ien c e , v o l.   1 3 3 ,   p p .   5 0 2 - 5 0 9 ,   2 0 1 8 .   [1 0 ]   P .   Li u ,   A.  Y.  C h e n ,   Y.   N.  Hu a n g ,   J.   Y.  Ha n ,   J.   S .   Lai,   S .   C.   Ka n g ,   T.   H.  Wu ,   M .   C.   Wen ,   a n d   M .   H.   Tsa i,   " re v iew   o ro t o rc ra ft  u n m a n n e d   a e rial  v e h icle   (UA V)  d e v e lo p m e n ts  a n d   a p p li c a ti o n in   c iv il   e n g i n e e rin g , "   S ma rt  S tru c tu re s   a n d   S y ste ms ,   v o l.   1 3 ,   n o .   6 ,   p p .   1 0 6 5 - 1 0 9 4 ,   2 0 1 4 .   [1 1 ]   S .   Bo u a b d a ll a h   a n d   R.   S ieg wa rt,   " F u ll   c o n tr o o a   q u a d ro t o r, "   2 0 0 7   IEE E/ RS J   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   I n telli g e n t   Ro b o ts a n d   S y ste ms ,   p p .   1 5 3 - 1 5 8 ,   2 0 0 7 .   [1 2 ]   A.  L.   S a li h ,   M .   M o g h a v v e m i,   e a l. ,   " M o d e ll i n g   a n d   P ID  c o n tro ll e d e sig n   f o a   q u a d r o to u n m a n n e d   a i v e h icle , "   2 0 1 0   IE EE   I n ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   Au t o ma ti o n ,   Qu a li ty  a n d   T e stin g ,   Ro b o ti c s (A QT R),   p p .   1 - 5 ,   2 0 1 0 .   [ 1 3 ]   F .   C h e n ,   R .   J i a n g ,   K .   Z h a n g ,   B .   J i a n g ,   a n d   G .   T a o ,   " R o b u s t   b a c k s t e p p i n g   s l i d i n g - m o d e   c o n t r o l   a n d   o b s e r v e r - b a s e d   f a u l t   e s t i m a t i o n   f o r   a   q u a d r o t o r   U A V , "   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   I n d u s t r i a l   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   6 3 ,   n o .   6 ,   p p .   5 0 4 4 - 5 0 5 6 ,   2 0 1 6 .   [1 4 ]   F .   C h e n ,   W.   Lei,   K.   Z h a n g ,   G .   Tao ,   a n d   B.   Jia n g ,   " n o v e n o n li n e a re sili e n t   c o n tr o f o r   a   q u a d ro t o UA V   v ia   b a c k ste p p i n g   c o n tr o a n d   n o n li n e a d istu r b a n c e   o b se r v e r, "   N o n li n e a r Dy n a mic s ,   v o l .   8 5 ,   n o .   2 ,   p p .   1 2 8 1 - 1 2 9 5 ,   2 0 1 6 .   [1 5 ]   J. - J.  Xio n g   a n d   G . - B.   Z h a n g ,   " G lo b a fa st  d y n a m ic  term in a l   sl id in g   m o d e   c o n tr o f o a   q u a d r o to r   UA V,"   I S A   tra n sa c ti o n s ,   v o l.   6 6 ,   p p .   2 3 3 - 2 4 0 ,   2 0 1 7 .   [1 6 ]   O.  M o fid   a n d   S .   M o b a y e n ,   " Ad a p t iv e   sli d in g   m o d e   c o n tr o f o r   fin i te - ti m e   sta b il it y   o q u a d ro t o UA Vs   with   p a ra m e tri c   u n c e rtain ti e s,"   IS A   tra n sa c ti o n s ,   v o l.   7 2 ,   p p .   1 - 1 4 ,   2 0 1 8 .   [1 7 ]   Z.   T.   Dy d e k ,   A .   M .   A n n a sw a m y ,   a n d   E.   Lav re tsk y ,   " A d a p ti v e   c o n t ro o q u a d ro t o UA Vs A d e sig n   trad e   stu d y   with   fli g h t   e v a lu a ti o n s, "   IEE T ra n sa c ti o n o n   Co n tro S y ste ms   T e c h n o l o g y ,   v o l .   2 1 ,   n o .   4 ,   p p .   1 4 0 0 - 1 4 0 6 ,   2 0 1 2 .   [1 8 ]   M.   S a n t o s,  V.  Lo p e z ,   a n d   F .   M o ra ta,  " In telli g e n f u z z y   c o n tr o ll e o a   q u a d ro t o r, "   2 0 1 0   IEE i n ter n a t i o n a c o n fer e n c e   o n   i n telli g e n sy ste ms   a n d   k n o wle d g e   e n g in e e rin g ,   p p .   1 4 1 - 1 4 6 ,   2 0 1 0 .   [1 9 ]   B.   Erg in e a n d   E.   Altu ğ ,   " De sig n   a n d   imp lem e n tati o n   o a   h y b ri d   fu z z y   l o g ic  c o n tro l ler  fo a   q u a d r o to VTOL  v e h icle , "   In ter n a t io n a J o u rn a o C o n tr o l,   Au to m a ti o n   a n d   S y ste ms ,   v o l.   1 0 ,   n o .   1 ,   p p .   6 1 - 7 0 ,   2 0 1 2 .   [2 0 ]   A.  M .   Ha iro n ,   H.  M a n so r ,   T .   G u n a wa n ,   a n d   S .   Kh a n ,   " T ra v e a n g le   c o n tro o q u a n se b e n c h - to p   h e li c o p ter b a se d   o n   Qu a n ti tati v e   F e e d b a c k   T h e o r y   te c h n iq u e , "   In d o n e sia n   J o u rn a l   o f   El e c trica l   En g in e e rin g   a n d   Co mp u ter   S c ien c e   v o l.   1 ,   n o .   2 ,   p p .   3 1 0 - 3 1 8 ,   2 0 1 6 .   [2 1 ]   X.  Li n ,   Y.  Yu ,   a n d   C.   S u n ,   " S u p p l e m e n tary   Re in fo rc e m e n Lea rn in g   Co n tr o ll e De sig n e d   f o Qu a d r o t o UA Vs , "   IEE Acc e ss ,   v o l.   7 ,   p p .   2 6 4 2 2 - 2 6 4 3 1 ,   2 0 1 9 .   [2 2 ]   A.  Zu lu   a n d   S .   J o h n ,   " A rev iew   o c o n tro a lg o ri th m s fo a u t o n o m o u s q u a d r o t o rs,"   Op e n   J o u r n a o Ap p li e d   S c ien c e v o l.   4 ,   p p .   5 4 7 - 55 6 ,   2 0 1 4 .   [2 3 ]   C.   Tras v i ñ a - M o re n o ,   R.   Blas c o ,   Á.  M a rc o ,   R.   Ca sa s,  a n d   A.   Tras v i ñ a - Ca stro ,   " U n m a n n e d   a e rial  v e h icle   b a se d   wire les s   se n so n e two r k   f o m a rin e - c o a sta e n v ir o n m e n m o n it o ri n g , "   S e n so r s ,   v o l .   0 4 ,   n o .   1 7 ,   p p .   4 6 0 ,   2 0 1 7 .   [2 4 ]   M .   Ba n g u ra ,   " Ae ro d y n a m ics   a n d   Co n tr o o Qu a d r o t o rs , "   P h D T h e sis,  Au stra li a n   Na ti o n a Un iv e rsit y ,   2 0 1 7 .   [2 5 ]   Li b e li u m ,   " Was p m o te  Lo Ra   8 6 8   M Hz   9 1 5   M Hz   S X 1 2 7 2   Ne two r k in g   G u id e , "     2 0 1 5 .   [ 2 6 ]   T .   S .   G u n a w a n ,   I .   R a h m i t h u l ,   H .   Y a l d i ,   M .   K a r t i w i ,   a n d   N .   I s m a i l ,   " P r o t o t y p e   d e s i g n   o f   s m a r t   h o m e   s y s t e m   u s i n g   i n t e r n e t   o f   t h i n g s , "   I n d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   v o l .   7 ,   n o . 1 ,   p p .   1 0 7 - 1 1 5 ,   2 0 1 7 .   [2 7 ]   T.   S .   G u n a wa n ,   I.   R.   H.  Ya ld i,   M .   Ka rti wi,   a n d   H.  M a n so r ,   " P e r fo rm a n c e   Ev a lu a ti o n   o S m a rt  Ho m e   S y ste m   u sin g   In tern e o Th in g s,"   I n te rn a ti o n a l   J o u rn a o El e c trica l   a n d   C o mp u ter   En g i n e e rin g ,   v o l.   8 ,   n o .   1 ,   p p .   4 0 0 ,   2 0 1 8 .   [2 8 ]   T.   Bre sc ian i,   " M o d e ll in g ,   I d e n ti f i c a ti o n   a n d   Co n tr o o a   Qu a d r o to r   He li c o p ter , "   M S c   T h e sis,  Lu n d   Un v e rsity ,   2 0 0 8 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.