Dominik Wurmitzer

• Die Unabhängigkeit von menschlichen Interaktionen, kombiniert mit der erhöhten Sicherheit und Effizienz, sind Hauptgründe für die rasante Entwicklung der Autopiloten-Technologie. Insbesondere der verstärkte Einsatz von Drohnen hat dazu beigetragen, dass Open-Source-Autopiloten wie ArduPilot und PX4 Autopilot sich ständig weiterentwickeln konnten. Aufgrund des wachsenden Funktionsumfangs wurde der Einsatz dieser Autopiloten auch schnell auf andere unbemannte Fahrzeuge erweitert. Allerdings besitzen diese Softwareplattformen individuelle Stärken und Schwächen, welche erst bei einem fundierten Vergleich deutlich werden. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, die Open-Source-Autopiloten ArduPilot und PX4 Autopilot anhand einer experimentellen Untersuchung zu analysieren. Im Rahmen dieser Evaluierung wurde ein spezielles Testfahrzeug eingesetzt, welches eine vordefinierte Strecke automatisiert abfährt. Die Streckenvorgabe wird dabei über geografische Koordinaten festgelegt. Dieses Testfahrzeug besteht aus einem modifizierten Modellfahrzeug mit integriertem Flight-Controller sowie geeigneten Aktoren und Sensoren. Um die Vergleichbarkeit der Testergebnisse zu gewährleisten, war es zusätzlich notwendig, ein passendes Testsetup zu schaffen. Die Untersuchung konzentriert sich hauptsächlich auf die Unterschiede in der Routennachverfolgung, wobei die Genauigkeit und Effizienz jedes Autopilot-Systems analysiert werden. Darüber hinaus werden die notwendigen Schritte zur Kalibrierung und Konfiguration der Autopiloten untersucht. Basierend auf diesen Erkenntnissen werden die Autopiloten sowie die verwendeten Bodenstationssoftwaren, Mission Planner und QGroundControl, verglichen. Letztendlich bieten die gesammelten Ergebnisse eine fundierte Entscheidungsgrundlage für die Auswahl eines geeigneten Autopiloten für Bodenfahrzeuge. Darüber hinaus fördern sie auch den praktischen Einsatz von Open-Source-Autopiloten.
• The independence of human interactions, coupled with the enhanced safety and efficiency, are major reasons why the development of autopilot technologies is growing at a rapid pace. Especially the wider usage of drones has helped open-source autopilots like ArduPilot and PX4 Autopilot to constantly increase their capabilities. This expanded potential has quickly been leveraged to broaden the application to other unmanned vehicles. However, only a well-founded comparison can reveal the individual strengths and weaknesses of these applications. The aim of this master's thesis is to evaluate the open-source-autopilots ArduPilot and PX4 Autopilot on the basis of an experimental investigation. As part of the evaluation process, a special test vehicle was used to automatically follow a predetermined route defined by geographical coordinates. This test vehicle consists of a modified RC-car with an integrated flight controller, as well as suitable actuators and sensors. In this context, it was also necessary to establish a suitable test setup to ensure that the generated results are comparable. The analysis focuses primarily on the differences in route tracking capabilities, evaluating the accuracy and efficiency of each autopilot system. Moreover, the necessary steps for calibrating and configuring the autopilot to achieve a fully operational system are examined. Based on these results, the autopilots as well as the utilized ground station software, Mission Planner and QGroundControl, are compared. Ultimately, the findings support the decision-making process in selecting appropriate autopilots for ground vehicles and encourage the practical use of open-source autopilots.