美国陆军开发算法改善了四态电动机无人机性能

陆军Quadrotor无人机表现

常见的研究配置研究四篮球双翼飞机在悬停和向前飞行之间自主转变,以利用两种飞行模式的优势。信贷:美国军队

研究人员开发算法,使无人机能够在悬停和前向飞行之间快速切换。

当飞机在向上太多时,升力减少和阻力增加可能导致车辆突然垂直。这种现象被称为摊位,这种现象促使许多无人机制造商在他们规划车辆的自主飞行运动时极端谨慎犯罪。

对于垂直起飞和着陆尾部保留无人机,大多数制造商编程飞机,使车身随着从悬停到前进飞行而转移而使车身变得非常缓慢地转动,反之亦然。

美国陆军战斗能力发展指挥,现为Devcom,陆军研究实验室与Rensselaer Polytechnical Institute的研究人员合作,创建了一个轨迹策划者,明显缩短了VTOL尾巴玻璃器皿使这一重要转变所需的时间。

美国陆军无人机

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该团队专为陆军的普通研究配置平台设计了轨迹策划员,用于测试新的设计特征和研究基本空气动力学的四射线双向尾部空间。

“The goal of this work was to use a model-based trajectory planner that could capture the quadrotor’s dynamic characteristics sufficiently while executing quickly enough to provide trajectories in-flight,” said Dr. Jean-Paul Reddinger, Army aerospace engineer at the laboratory’s Vehicle Technology Directorate. “We’re essentially building in a kinesthetic model of the aircraft’s own dynamics that it can reference.”

根据Reddinger的说法,每当悬停和前进飞行之间过渡时,VTOL Tail-Sitters通常依赖于基于启发式的方法,在那里他们遵循非常缓慢但非常安全的预定的一组动作。相比之下,轨迹策划者可以找到定制到每种情况的这些过渡的飞行运动序列。

研究人员在模拟车辆转子和其翅膀的空气动力学之间的独特相互作用时,研究人员发现了这些更敏捷的操作。

“如果该车辆在悬停中,则翅膀向上指向,转子在其上方旋转;如果你想开始向前移动它,你将有效地拖着这个机翼,以抵消空气,“Reddinger说。“你会认为这会导致大量的阻力,但实际上,由于空气被吹到了翅膀上,它实际上没有看到很多拖累。”

Reddinger说,由于这种来自转子的额外洗涤,VTOL Tail-Sitters可以在悬停和前向飞行之间处理更积极的过渡。

通过仿真,研究人员发现,与传统方法相比,CRC将转子在风唤醒干扰上掺入轨迹策划器上的转变为悬停和降落在一半的时间内。

该团队认为,轨迹规划者可能最终允许CRC在飞越人口稠密地区或城市地区时,智能地在盘旋和向前飞行之间切换。

“Right now, it’s at a state where you give it the initial state that you want—maybe you have a specific altitude or velocity that you’re starting at—and it will plot a path that gets you from that initial state to the desired final state as efficiently as possible,” Reddinger said. “The direction we’re trying to take this in is to incorporate obstacles and additional kinds of constraints on its maneuverability.”

Reddinger将CRC的自主行为与人类的自主行为与我们自己的能力的知识了解,我们如何从一个位置有效地从一个位置移动到另一个位置。

类似地,在轨迹策划者中加入更复杂的飞行模型将为CRC提供更好地理解复杂的空气动力环境。

常见研究配置研究四桥双普通

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“例如,如果途中有建筑物,则在建筑物或建筑物周围飞过建筑物会更有意义吗?”Reddinger问道。“你想过渡到建立速度,然后过渡,还是留在悬停模式中?有一系列可能性,而且想法是始终挑选最好的想法。“

一旦轨迹策划者经历了更多的模拟试验,研究人员计划将软件挂钩到硬件模型,以确保在开始飞行测试之前确保高度的鲁棒性。

Reddinger认为,悬停和前锋飞行之间的更快,更有效的过渡最终会帮助军队为智力,监测和侦察任务以及空中再次开发新的车辆。

“为了利用新型配置出现的飞行能力,我们需要自治飞行员,能够充分利用这些飞机设计为允许的最敏捷性和性能,”Reddinger表示。“这种基于模型的轨迹规划方法是与平台特定动态集成高级自主权的方向的一步。”

研究人员在垂直飞行社会第76届年度论坛诉讼中发表论文。

参考: ”四轮流双向尾部尾部的最佳轨迹生成“By Kristoff McIntosh,Sandipan Mishra,Di Zhao,Ren​​sselaer理工学院;Jean-Paul Reddinger和CCDC军队研究实验室,垂直飞行社会第76届年度论坛诉讼

资金:海军研究办公室(ONR),陆军/海军/北北面升力研究中心(VLRCOE)计划。

1条评论在“美国陆军开发的算法改善了四射电流器无人机性能”

  1. 做得好

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