Реверсная тяга помогла дрону сесть на наклонную поверхность

Канадские инженеры научили квадрокоптер садиться поверхности с углом наклона до 25 градусов. Для этого дрон сразу после касания поверхности начинает вращать пропеллеры в обратном направлении с максимальной тягой. Это позволяет ему быстро погасить подпрыгивание после посадки и остановиться, рассказывают авторы статьи в IEEE Robotics and Automation Letters.

Почти все дроны рассчитаны на посадку на ровную горизонтальную поверхность, для них даже продаются складные коврики, которые можно положить на неровную землю с выступами или углублениями. При посадке дроны часто немного подпрыгивают после первого касания, а если посадка происходит на неровную или наклонную поверхность, то это подпрыгивание может привести к тому, что дрон начнет смещаться в сторону и либо остановиться не там, где рассчитывал пилот, либо перевернется или заденет винтами землю.

Есть проекты дронов, способных на посадку в таких условиях, которые зацепляются за выступы подвижными ногами или площадками с микрошипами. Но эти механизмы отнимают у дрона и без того малый вес полезной нагрузки, и их сложно самостоятельно установить на распространенные гражданские квадрокоптеры.

Джон Басс (John Bass) и Алексис Люссье-Дебьен (Alexis Lussier Desbiens), работающие в Шербрукском университете предложили решение, которое потенциально можно применить ко многим квадрокоптерам без аппаратных модификаций: после касания переводить моторы в реверсный режим, чтобы тяга винтов прижимала дрон к поверхности. Дрон использует для этого отдельный алгоритм, который включается, когда акселерометр обнаруживает перегрузку от 2g и выше.

Они использовали модифицированный квадрокоптер DJI F450 с длинными ногами, которые при посадке обратимо сгибаются и начинают колебаться. Разработчики создали модель дрона, которая описывает все его сегменты. В том числе она отражает поведение ног при посадке, описывая их как отдельные сегменты, прикрепленные к основной части аппарата через пружины. Кроме того, они создали две отдельные модели контакта ног с поверхностью, предназначенные для поверхностей с сильным и слабым сцеплением.

Инженеры протестировали сначала в симуляции, а затем и на реальном дроне два алгоритма. Первый после посадки смягчает отскок от поверхности выключением двигателей, а второй переводит их в реверсный режим с максимальной тягой. Эксперименты показали, что вращение винтов в обратном направлении позволяет посадить дрон при большем наклоне: 25 градусов на поверхности с низким трением и 20 градусов на поверхности с высоким. При этом в симуляции показатели были еще выше.

Разработчики меняли не только градус наклона, но и скорость спуска перед касанием поверхности. Данные экспериментов достаточно неплохо сошлись с результатами симуляций и выявили пороговую скорость, после которой вероятность успешной посадки резко снижается. Для поверхности с низким сцеплением она составляет примерно 1,2 метра в секунду, а для поверхности с высоким порог заметно ниже — 0,8-1 метр в секунду.

Ранее мы рассказывали о других алгоритмах, которые программно улучшают посадку дронов. Например, в 2019 году американские разработчики создали нейросетевой алгоритм, который делает посадку гораздо более плавной и в том числе позволяет избавиться от отскока после первого касания поверхности.

Читайте также

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.