Quadrocopters хвърлят, улавят и балансират обърнато махало

Anonim

Quadrocopters хвърлят, улавят и балансират обърнато махало

Роботика

Джейсън Соконер

26 февруари 2013 г.

6 снимки

Двоен робот балансира полюс, докато вторият робот чака да го хване

Очевидно балансирането на полюс на върха на летящ квадрокоптор робот не е достатъчно предизвикателно за изследователите в Института за динамични системи и контрол на ETH Zurich. Техният последен проект има двама четириколесни играчи, които играят улов с несигурно балансиран полюс - първият робот изстрелва полюса във въздуха, а вторият робот се движи на място за по-малко от секунда, за да го хване, докато падне. Невероятното прецизно летище, постигнато от отбора, може да се види в клипа след почивката.

Работата, подходящо озаглавена "Quadrocopter Pole Acrobatics", е извършена от Дарио Брешанини като част от неговата дисертация под ръководството на Маркус Хех и Рафаельо Д'Андреа в Арена на летателната арена на ЕТ Цюрих - специална лаборатория, специално проектирана за тестване на напреднали летателни маневри с квадрокоптери. Вече включихме част от работата на лабораторията, включително и един пример, при който три квадрокоптери, прикрепени към мрежата, я използват за пускане и хващане на топка, което според нас е доста впечатляващо ... докато не видяхме това.

Те започнаха с 2D математически модел, който описваше как ще трябва да се движи квадрачерът (включително неговата скорост и траектория), за да пусне полюс, който балансира във въздуха. Тогава тестваха точността на модела върху физическия робот, включително как в действителност се движи въздушното махало. Те установиха, че плъзгащите свойства на полюса се променят в зависимост от ориентацията му и така разработиха държавен оценител, който да го отчита.

Предложенията на проекта включват 12-сантиметрови (4.7-инчови) дискове, прикрепени към всеки робот (които служат като платформи за балансиране) и добавянето на балони, пълни с брашно в единия край на махалото, за да служат като обикновени амортисьори може да види един взрив на 94 секунди във видеоклипа по-долу). Тези незначителни модификации правят работата по-лесна, но не намалява уязвимостта на демонстрацията.

"Този проект беше много интересен, защото съчетаваше различни сфери на настоящите изследвания и трябваше да отговорим на много сложни въпроси: Как може да бъде изстрелян полюс от квадрокоптера? Къде трябва да бъде уловен и - по-важно - кога? ? ", Заяви Брешанини пред Робо Хюб. "Най-голямото предизвикателство, за да стартира системата, беше прихващащата част. Опитахме различни маневри, но никой от тях не работеше, докато не въведехме алгоритъм за обучение, който адаптира параметрите на траекторията на улавяне, за да елиминира систематичните грешки.

За успешното позициониране на робота за улавяне екипът разработи генератор за бърза траектория, който може да оцени точната позиция на улавяне за по-малко от 0, 65 секунди - краткото време, необходимо за завършване на целия ход. Ранните тестове бяха възпрепятствани от сблъсъци между полюса и деликатните витла на четирите колела, което доведе до отнемане на време и рекалибриране на експерименти.

"Както се оказа, това е може би най-трудната задача, която сме направили нашите четириколки", добави Хехн. "Със значително по-малко от една секунда, за да се измери махалото на махалото и да се постигне улавянето на превозното средство, той е комбинация от математически модели с генериране на траектории в реално време, оптимален контрол и изучаване от предишни итерации, които ни позволиха да реализираме това."

Може да не е най-практичното приложение за летящи роботи, но ние няма да знаем какво могат да правят тези системи, освен ако не ги изпробваме.

Източник: Авиационната авиационна арена чрез RoboHub

Двоен робот балансира полюс, докато вторият робот чака да го хване

Четириминутен робот изстрелва полюс във въздуха, докато вторият робот се движи в позиция, за да го хване

Квадрокоптърът се движи перфектно в позиция, улавяйки попадащия полюс точно, когато се изравнява

Quadrocopter балансира роботите, хвърля и хване полюс в ETH Цюрих 's Flying Machine Arena

Изследователи от Института за динамични системи и контрол на ETH Zurich разработват математически модели, за да предскажат точно как роботите ще трябва да летят,

Квадрокоптерните роботи бяха оборудвани с 12 cm / 4.7 инчова плоча, с която да се балансира полюсът