Multicopter学会了坐在动车的屋顶上

无人机以50 km / h

的速度坐在汽车的车顶上。多旋翼飞机在空中静态悬挂的能力使其成为执行各种任务（包括视频监视，包裹运送或参与搜救行动）的出色工具。同时，他们不得不忍受有限的电池寿命和相对较小的范围。如果电池距离基座很远，则电池电量不足以到达该位置。来自加拿大蒙特利尔理工学院的移动机器人和自主系统实验室的工程师提出了解决该问题的原始方案：有人教无人机坐在沿其路线经过的汽车的屋顶上时速高达50 km / h 关联的汽车实际上变成了航空母舰。

如果警察有权使用民用车辆满足他们的需求，那么警用无人机也可以赋予他们这种权利。可以想象，即使对于民用无人机，他们也会采用“商业伙伴关系”系统，这样，如果无人驾驶的乘客上车，驾驶员将支付少量费用。以每公里的速度。多旋翼飞机将识别汽车（通过GPS坐标并在视觉上），并且只能坐在参与联盟计划的人员的屋顶上。


实际上，使用当前技术，无人机将无法简单地将其降落在任意汽车的车顶上，因为瞄准它需要带有特殊的黑白AprilTag代码的车顶降落垫。



普通汽车的车顶不太适合这种场所的设备。该系统的开发人员认为，公共交通工具（公共汽车），邮车和送货服务适合作为承运人。这些汽车在城市中活跃行驶，因此对于无人机而言，免费行驶十几公里即可到达目的地。

从理论上讲，可以在汽车的车顶上安装此类着陆点。在试飞过程中，研究人员表明，即使“客车”上相对较小的区域也足以降落。


无人机以40 km / h的速度坐在乘用车的车顶上

，这种移动方式的优点是，车顶上的无人机可以为电池充电。因此，立即解决了两个现有的无人机问题-电池电量不足和射程短。

由加拿大工程师开发的无人着陆系统使用手机的GPS坐标来搜索车辆，并且在着陆过程中不需要协调无人机和汽车之间的机动。即，除了在屋顶上用视觉标记和移动电话安装着陆平台以外，根本不需要驾驶员的任何帮助。从理论上讲，驾驶员在旅途中甚至可能没有注意到有人在路上使用过汽车。

将无人机放到汽车顶棚上的关键要素是AprilTag黑色和白色视觉标记，最近在机器人技术中越来越多地使用它们。这种标记是由Olson在2011年开发的，可以起到视觉识别和物体相对于相机精确3D定位的作用。



30×30 cm的标记用于瞄准无人机并在六个自由度上与平台进行协调。作为辅助信息，来自手机的GPS和IMU（惯性测量单元）模块的车辆坐标和速度的近似估算就足够了。

该直升机装备有惯性导航系统（INS），用于跟踪目标的三轴云台相机（带有独立的IMU）以及向下的广角固定相机，可在机动行动的最后几秒钟内近距离跟踪AprilTag标记。开发人员注意到，在接近车辆的阶段，无人机还可以使用速度传感器，该传感器安装在许多现代直升机上。这样的传感器根据一系列相框计算速度。



相对位置，速度和加速度的估计值是使用卡尔曼滤波器在车载计算机上计算的以100 Hz的频率 这是一种有效的递归过滤器，它使用一系列不完整和嘈杂的测量值来评估动态系统的状态向量。



实验表明，多旋翼飞机能够以高达50 km / h的速度成功降落在汽车上。随着速度的增加，从平台边缘停转的风险增加。也许可以通过提高处理无人机摄像机信息的速度来解决此问题。


降落在50公里/小时的速度轨迹

的科学文章的世界大会准备IFAC在2017年和发表在arXiv.org 2016年11月22日（：1611.07329的arXiv）。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN399463/