Quadrocopters ters çevrilmiş bir sarkaç atar, yakalar ve dengeler

Anonim

Quadrocopters ters çevrilmiş bir sarkaç atar, yakalar ve dengeler

Robotik

Jason Falconer

26 Şubat 2013

6 fotoğraf

Bir quadrocopter robot bir kutbu dengelerken, ikinci robot onu yakalamak için bekler.

Görünüşe göre, uçan bir quadrocopter robotunun üzerindeki bir direği dengelemek ETH Zürih Dinamik Sistemler ve Kontrol Enstitüsü'nün araştırmacıları için yeterince zor değildi. En son projesi, istikrarsız bir şekilde dengelenmiş bir direğe tutuşan iki adet quadrokopöre sahiptir - ilk robot direği havaya fırlatırken, ikinci robot düştükçe onu yakalamak için bir saniyeden daha kısa bir sürede yerine geçer. Ekip tarafından elde edilen inanılmaz hassas uçuş, aradan sonra bir videoda görülebilir.

“Quadrocopter Pole Acrobatics” başlıklı çalışmasında, Dario Brescianini tarafından, Markus Hehn ve Raffaello D 'Andrea'nın ETH Zürih ' ın Flying Machine Arena'sında gerçekleştirdiği yüksek lisans tezi kapsamında özel olarak hazırlanmış özel bir lab Quadrocopters ile gelişmiş uçan manevraları test ediyor. Bir laboratuvara ait çalışmaların bir kısmını daha önce ele aldık, bir ağa takılan üç adet quadrocopter'in bir topu fırlatmak ve yakalamak için kullandığı bir örnek de dahil olmak üzere, oldukça etkileyici olduğunu düşündüğümüz bir örnek dahil.

Bir quadrocopter'in havaya dengelenmesi için bir kutbu fırlatmak için nasıl uçacağını (hızı ve yörüngesi dahil) nasıl tarif edeceğini açıklayan bir 2B matematik modeliyle başladılar. Daha sonra, havadaki sarkaçın nasıl hareket ettiği de dahil olmak üzere, modelin fiziksel robot üzerindeki doğruluğunu test ettiler. Direğin sürüklenme özelliklerinin yönelimine bağlı olarak değiştiğini fark ettiler ve bu yüzden bunu hesaba katacak bir durum tahmincisi geliştirdiler.

Projenin uyarıları, her bir robota (dengeleme platformları olarak işlev gören) 12 cm'lik (4.7 inç) diskler ve basit amortisörler olarak işlev görecek şekilde sarkaçın iki ucunda unla doldurulmuş balonların eklenmesidir. Aşağıdaki videoda 94 saniyede bir patlayabilir görülebilir). Bu küçük değişiklikler işi biraz daha kolaylaştırır, ancak gösterinin vay faktörünü azaltmaz.

"Bu proje çok ilginçti çünkü mevcut araştırmaların çeşitli alanlarını birleştirdi ve çok karmaşık sorular cevaplandırıldı: Direk, quadrocopter'dan nasıl başlatılabilir? Nerede yakalanmalı ve - daha da önemlisi - ne zaman? Ne olur? ? "Brescianini RoboHub'a söyledi. "Sistemin çalışmasını sağlayan en büyük zorluk, yakalayıcı bölümdü. Çeşitli çekici manevraları denedik, ancak bunların hiçbiri, sistematik hataları ortadan kaldırmak için alıcı yörüngenin parametrelerini uyarlayan bir öğrenme algoritması sunana kadar hiçbiri işe yaramadı."

Yakalanan robotu başarılı bir şekilde konumlandırabilmek için, ekip, 0, 65 saniyeden daha kısa bir sürede hassas yakalama pozisyonunu tahmin edebilen hızlı bir yörünge jeneratörü geliştirdi - kısa sürede tüm hareketi tamamladı. İlk testler, kutup ve quadrocopter 'ın hassas pervaneleri arasındaki orta-hava çarpışmaları tarafından engellenmiş, bu da zaman alıcı tamir ve deneyler arasında yeniden kalibrasyon ile sonuçlanmıştır.

"Sonuçta, muhtemelen bizim quadrocopters yaptığımız en zorlu görev, " Hehn ekledi. "Sarkaç uçuşunu ölçmek ve yakalama aracını yerinde tutmak için bir saniyeden daha az bir süreyle, gerçek zamanlı yörünge üretimi, en uygun kontrol ve daha önceki iterasyonlardan öğrenmemizi sağlayan matematiksel modellerin kombinasyonu. bu."

Uçan robotlar için en pratik uygulama olmayabilir, ancak bu tip sistemlerin test etmedikçe ne yapabileceğini bilmeyiz.

Kaynak: RoboHub üzerinden Makine Arena Uçan

Bir quadrocopter robot bir kutbu dengelerken, ikinci robot onu yakalamak için bekler.

Bir quadrocopter robot havaya bir direk fırlatırken, ikinci bir robot onu yakalamak için yerine geçer

Bir quadrocopter mükemmel bir şekilde pozisyona doğru hareket eder, düşen kutbu tam olarak düzeye çıkarırken

Quadrocopter robotları ETH Zürich 's Flying Machine Arena'da bir kutbu dengeler, fırlatır ve yakalar.

ETH Zürih 'ın Dinamik Sistemler ve Kontrol Enstitüsü'nün araştırmacıları, robotların feat'ı çekmek için uçmanın nasıl gerekeceğini tam olarak tahmin etmek için matematiksel modeller geliştirdiler.

Quadrocopter robotları, direği dengeleyecek 12 cm / 4.7 inçlik bir plaka ile donatıldı.