先进算法提升四旋翼无人机性能
飞机过度仰起时,升力减小阻力增加可能导致车辆突然坠落。这种现象称失速,促使许多无人机制造商在规划自主飞行动作时倾向极度谨慎。对垂直起降(VTOL)尾坐式无人机,大多数制造商编程使飞行器机身在悬停与前向飞行转换时转动极慢。
研究人员创建轨迹规划器显著缩短VTOL尾坐式无人机完成此关键转换时间。轨迹规划器为四旋翼双翼尾坐式无人机设计,用于测试新设计特性和研究基础气动力学。
VTOL尾坐式通常依赖启发式方法在悬停和前向飞行间转换,遵循非常慢但非常安全预定动作集。相反,轨迹规划器可找到针对各情况最优飞行动作序列。研究人员建模车辆旋翼尾流与机翼气动独特相互作用时发现这些更敏捷机动可用性。
若车辆悬停,机翼朝上旋翼在上方持续旋转;开始前向移动时,实际上将机翼有效平铺在空气中。现实中,因旋翼吹向机翼气流,机翼实际感受阻力不大。因旋翼额外下洗气流,VTOL尾坐式能处理比假设更激进转换。
仿真中,研究人员发现将旋翼尾流干扰纳入轨迹规划器使无人机转入悬停和着陆时间比常规方法减半。团队相信轨迹规划器最终允许无人机智能在穿越稠密或城市区域时在悬停和前向飞行间切换。
轨迹规划器纳入更复杂飞行模型将提供无人机更好理解移动时复杂气动环境;例如前方有建筑,飞越还是绕过更合理?
轨迹规划器经更多仿真试验后,研究人员计划连接硬件模型确保高鲁棒性再开始飞行测试。更快更高效悬停前向飞行转换最终将帮助陆军开发情报监视侦察任务及空中补给新车辆。
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