تعلمت Multicopter الجلوس على أسطح السيارات المتحركة

تجلس الطائرة بدون طيار على سطح سيارة بسرعة 50 كم / ساعة

إن قدرة المروحيات المتعددة على التعليق في الهواء تجعلها أداة ممتازة لأداء المهام المختلفة ، بما في ذلك المراقبة بالفيديو ، أو توصيل الطرود أو المشاركة في عمليات البحث والإنقاذ. في نفس الوقت ، يجب عليهم تحمل عمر بطارية محدود ونطاق صغير نسبيًا. لا يكفي شحن البطارية للوصول إلى المكان ، إذا كان يقع على بعد عدة كيلومترات من القاعدة. اقترح المهندسون من مختبر الأنظمة الآلية الروبوتية والمستقلة التابعة لمدرسة البوليتكنيك في مونتريال (كندا) حلًا أصليًا للمشكلة: تم تعليم طائرة بدون طيار الجلوس على أسطح السيارات المارة على طول طريقهاتتحرك بسرعات تصل إلى 50 كم / ساعة. السيارات المرتبطة تتحول حرفياً إلى حاملات طائرات.

إذا كان للشرطة كل الحق في استخدام المركبات المدنية لتلبية احتياجاتهم ، فيمكن أن تمنحهم الطائرات بدون طيار الشرطة أيضًا مثل هذا الحق. يمكن للمرء أن يتصور أنه حتى بالنسبة للطائرات بدون طيار المدنية ، فإنهم سيقدمون نظام "شراكة تجارية" ، بحيث يدفع السائقون رسومًا صغيرة إذا تم ربط راكب بدون طيار بالسقف. بمعدل لكل كيلومتر. سوف تتعرف المروحية المتعددة على السيارات (عن طريق إحداثيات GPS وبصريا) وتجلس على أسطح أولئك الذين يشاركون في برنامج الانتساب فقط.


في الواقع ، مع التكنولوجيا الحالية ، لن تتمكن الطائرة بدون طيار ببساطة من الهبوط على أسطح السيارات التعسفية ، لأنها تهدف إلى تحقيق ذلك يتطلب لوحة هبوط على السطح مع رمز AprilTag أبيض وأسود خاص.



إن سقف السيارة العادية غير مناسب جدًا لمعدات مثل هذا الموقع. يعتقد مطورو النظام أن وسائل النقل العام (الحافلات) وشاحنات البريد وخدمات التوصيل مناسبة لشركات النقل. هذه السيارات تسافر بنشاط في جميع أنحاء المدينة ، لذلك بالنسبة للطائرة بدون طيار لن تكون مشكلة "مجانًا" للقفز عشرات الكيلومترات إلى وجهتها.

من الناحية النظرية ، من الممكن تجهيز أسطح السيارات بمواقع الهبوط هذه. خلال الرحلات التجريبية ، أظهر الباحثون أنه حتى منطقة صغيرة نسبيًا على "سيارة الركاب" كافية للهبوط.


تجلس الطائرة بدون طيار على سطح سيارة ركاب بسرعة 40 كم / ساعة ،

ومن مزايا هذه الطريقة في الحركة أن الطائرة بدون طيار الموجودة على السطح يمكنها شحن بطارياتها. وبالتالي ، يتم حل مشكلتين حاليتين للطائرة بدون طيار - طاقة بطارية غير كافية ونطاق قصير.

يستخدم نظام الهبوط غير المأهول الذي طوره المهندسون الكنديون إحداثيات GPS للهاتف المحمول للبحث عن مركبة ، ولا يتطلب أثناء الهبوط تنسيق المناورات بين الطائرات بدون طيار والسيارة. أي ، لا يلزم أي مساعدة من السائق على الإطلاق ، باستثناء تثبيت منصة هبوط على السطح بعلامة مرئية وهاتف محمول. من الناحية النظرية ، قد لا يلاحظ السائق أثناء الرحلة حتى أن شخصًا ما استخدم سيارته على الطريق.

العنصر الرئيسي عند هبوط الطائرة بدون طيار على سطح السيارة هو علامات AprilTag المرئية بالأبيض والأسود ، والتي تم استخدامها مؤخرًا بشكل متزايد في الروبوتات. تم تطويرها بواسطة شركة Olson في عام 2011 ، وتلعب هذه العلامات دور التعريف المرئي والموضع ثلاثي الأبعاد الدقيق للكائن بالنسبة للكاميرا.



يتم استخدام علامة 30 × 30 سم لتوجيه الطائرة بدون طيار والتنسيق مع المنصة في ست درجات من الحرية. كمعلومات مساعدة ، تقدير تقريبي لإحداثيات وسرعة السيارة ، والتي تأتي من وحدات GPS و IMU (وحدة القياس بالقصور الذاتي) للهاتف المحمول ، كافية.

تم تجهيز quadrocopter بنظام ملاحة بالقصور الذاتي (INS) ، وكاميرا انحراف ثلاثية المحاور (مع IMU منفصلة) لتتبع الهدف ، وكاميرا ثابتة بزاوية عريضة إلى أسفل تتتبع علامة AprilTag من مسافة قريبة في الثواني الأخيرة من المناورة. لاحظ المطورون أنه في مرحلة الاقتراب من السيارة ، يمكن للطائرة بدون طيار أيضًا استخدام مستشعر السرعة ، الذي يتم وضعه على العديد من الطائرات الرباعية الحديثة. تحسب هذه المستشعرات السرعة من سلسلة من إطارات الصور.



يتم حساب تقديرات الموقع النسبي والسرعة والتسارع على الكمبيوتر المحمول باستخدام مرشح Kalmanعلى تردد 100 هرتز. هذا عامل تصفية تكراري فعال يقوم بتقييم ناقل الحالة لنظام ديناميكي باستخدام سلسلة من القياسات غير المكتملة والصاخبة.



أظهرت التجارب أن الهليكوبتر المتعددة تهبط بنجاح على السيارات بسرعة تصل إلى 50 كم / ساعة. مع زيادة السرعة ، يزداد خطر التوقف من حافة المنصة. ربما يمكن حل هذه المشكلة عن طريق زيادة سرعة معالجة المعلومات من كاميرات الطائرات بدون طيار.


مسار الهبوط بسرعة 50 كم / ساعة

وأعدت المادة العلمية للمؤتمر العالمي لل اتحاد الدولي للمحاسبين في عام 2017 و نشرت 22 نوفمبر 2016 في arXiv.org (أرخايف: 1611.07329).

Source: https://habr.com/ru/post/ar399463/