无人机不仅能够在室内实现稳定飞行、壁障及目标识别等功能,还可以实现编队协同任务(如图13)。该小组摒弃了传统的传感器装置,加入红外传感器和摄像头以协助惯性测量单元进行飞行器姿态与位置信息的获取,取得了良好的控制效果12。
图13宾夕法尼亚大学研制的四旋翼无人机及编队试验斯坦福大学的无人机研究小组开展了关于四旋翼无人机的多智能体控制自主旋翼飞行器平台计划(STARMAC),该小组先后设计了两套名为STARMACI型和STARMACII型的四旋翼无人机系统(如图14),均具有上下层控制结构,载重量可达1kg,传感器采用了IMU、GPS、声纳等模块,能够与地面站之间进行无线通讯1314。
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f硕士学位论文开题报告
图14斯坦福大学的STARMACI型和STARMACII型此外,基于美国航空航天局的支持,斯坦福大学IIa
Kroo和Fritz团队发展了Mesicopter项目(如图15)。该项目研制了具有四个旋翼控制的微型无人机,其具有方形结构,机身尺寸仅为16×16mm,是Mesicopter无人机是世界上最著名的微型飞行器之一,并且为微型无人机的研究提供了一种新的思路7。
图15Mesicopter微型四旋翼无人机麻省理工学院(MIT)对四旋翼无人飞行器(如图16)的研究较早,开展了无人机集群健康管理计划(UAVSwarmHealthMa
ageme
tProject,UAVSHMP)15。主要是使用地面遥控设备实现多架无人机在动态环境中协同合作并执行任务。MIT四旋翼无人机安装有IMU惯性测量单元反馈姿态信息,以及可对周围环境感知、重建的激光扫描阵列,从而规划航迹。在2007年,MIT已经实现利用一台地面设备控制多架四旋翼无人机协同监督和追踪地面车辆目标(如图17)。另外,该项目还实现了多机协同和编队飞行(如图18)等实验。
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f硕士学位论文开题报告
图16MIT四旋翼无人机
图17多无人机协同跟踪实验
图18MIT多无人机编队飞行实验多旋翼无人机不仅在许多国家的高校与科研机构得到广泛的研究,越来越多的多旋翼无人机研制公司也逐渐壮大起来,在民用领域得到了广泛的应用。一款研制较早并非常具有代表性的遥控四旋翼无人机是加拿大Draga
flyerI
ovatio
s公司制造,命名为Draga
flyerX4(如图19)。该四旋翼无人机采用碳纤维作为机体材料,整机重量4811g,可载重1132g,持续飞行16至20分钟。利用机载的3个压电晶体陀螺仪提供自身姿态信息,而机载电子设备可利用这些信息调节4个电机的转速进行飞行器的姿态稳定控制。
图19Draga
flyerX4无人机
图110MD4200无人机
图110的MD4200四旋翼无人机是德国MICRODRONES公司采用碳r