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仿生眼稳定机器人飞行

发布日期:2017-01-12  来源:航空工业信息网我要投稿我要评论
【据美国sciencedaily网站2015年3月10日报道】法国国家科学研究中心(CNRS)与马赛大学运动科学研究所首创了能飞跃非平坦地形、采用视觉稳定、不带加速计且无需测量速度或高度来调整速度并跟随地形的系留飞行机器人“蜜蜂机器人”(BeeRotor,质量80克、长47厘米)。该机用受有翅昆虫视力启发研制的光流传感器调节速度与避障:全凭自己在不平坦隧道中沿墙壁运动规避极陡的倾斜障碍飞行。为达此目标,研究者们模仿昆虫能力,在飞行时采用沿途风景作参照(称光流,沿高速公路驱车时该规律很容易观察到:前方视图相当稳定而向两旁看时,视图消逝得越来越快,在与车身呈90°方向达最大值)。

为测量光流,“蜜蜂机器人”仅在眼顶部和底部分布式安装了24个发光二极管(或像素),使之能探测环境以及其运动中的差异。像昆虫那样,标志着背景特征从一个像素移动到另一个像素的速度提供了光流的角速度,光流增大意味着机器人速度也正在增大或相对于障碍物的距离正在缩短。通过一个控制大脑,BeeRotor有三条反馈回路充当直接利用光流的三个不同反应:第一条反馈回路使它改变高度以跟随地面或天花板;第二条控制机器人速度以适应所飞隧道尺寸;第三条回路用一台专用马达稳定与当地坡度相关的眼;使该机器人总是获得独立于俯仰度的最佳可能视野。研究者们据此提出解释昆虫飞行而无需加速计新的生物学可信假说:似于该机器人使用的反馈回路,有翼昆虫利用来自光流的提示保持稳定。该机工业应用前景:加速计以及含加速计的惯性参照系统对极小的机器人过重和庞大,不适用于重量只有10克左右(如检查管道)的机器人;在太空行业,不必更新加速计,光流传感器可作为太空任务失败发生时的超轻备份系统。

该机特点:(1)具有3个自由度(俯仰、高度和向前)的该机器人绕与臂相联、由机器人自己驱动的轴飞行;(2)在光流情况下,反馈回路利用流程输出以计算此时每个转子转速的输入。这抑制光流中的变化,被称为负反馈回路。(3)惯性参照系统当导航仪用,能处理装置运动(加速度和角速度)的测量以估计其方向(侧滚角、俯仰角和迎角)。(4)以下正出版的论文部分解决了一个主题:采用非万向、生物激发光流传感器的次佳登月GNC。
 
本文链接:https://www.81uav.cn/uav-news/201701/12/22146.html
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