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无人机旋翼突然失效后任保持继续自主飞行的解决方法

2021年01月15日 16:19 次阅读

据瑞士苏黎世大学(UZH)官网近日报道,该校与荷兰代尔夫特理工大学找到了一个方法,让无人机在一个旋翼突然失效后,可以利用机载摄像头的信息在空中继续自主飞行。

背景即使其中一个发动机停止工作,商用飞机仍然可以轻松地继续飞行,这一点通常会让焦虑的乘客感到安心。但是对于拥有四个螺旋桨的无人机(也就是所谓的四旋翼飞行器)来说,一个发动机出现故障就会造成较大的影响。只有三个旋翼工作的情况下,无人机会丧失稳定性,不可避免地坠毁,除非启动紧急控制策略。

创新近日,瑞士苏黎世大学(UZH)与荷兰代尔夫特理工大学为解决这一问题找到了一个方法:在一个旋翼突然失效后,可以利用机载摄像头的信息来稳定无人机,让它在空中继续自主飞行。技术苏黎世大学机器人和感知小组负责人DavideScaramuzza表示:“当一个旋翼发生故障时,无人机就会像芭蕾舞演员一样开始自旋。这种高速旋转运动会导致标准控制器失效,除非无人机能够获得非常精确的位置测量信息。”换句话说,一旦开始自旋,无人机就无法再评估其在空间中的位置,最终坠毁。

无人机旋翼突然失效后任保持继续自主飞行的解决方法

解决这个问题的方法之一是通过GPS为无人机提供参考位置,但是在很多地方,GPS信号都无法获取。在他们的研究中,研究人员首次不依赖GPS解决了这个问题,而是采用来自不同种机载摄像头的可视信息。

研究人员为他们的四旋翼飞行器配备了两种摄像头:标准摄像头和事件摄像头,前者以固定速率每秒记录几次图像,后者基于独立的像素,这些像素只有当它们检测到到达它们的光线变化时才会被激活。研究团队开发的算法结合了两个传感器的信息,并利用它来跟踪四旋翼飞行器相对于周围环境的位置。这使得机载计算机能够在只有三个旋翼的无人机飞行以及自旋时控制它。

研究人员发现,这两种摄像头在正常光线条件下都表现良好。Scaramuzza实验室的博士后研究员、论文第一作者SihaoSun表示:“然而,当照度降低时,标准摄像头开始经历运动模糊,最终使无人机迷失方向并坠毁,而事件摄像头在极低的光线下也能很好地工作。”价值

这项研究解决的问题是很有价值的,因为四旋翼飞行器开始变得广泛应用,并且旋翼失效有可能造成事故。研究人员相信,这项工作可以在GPS信号微弱或者缺失的所有区域,改善四旋翼飞行器的飞行安全性。

责任编辑:gt

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