一種能讓無(wú)人機(jī)在高速行駛的車輛上平穩(wěn)著陸的系統(tǒng)

猿力部落——汽車人的技術(shù)社區(qū)

據(jù)Phys.org報(bào)道，無(wú)人機(jī)如今已成為我們天空中越來(lái)越常見(jiàn)的景象，其用途廣泛，從航拍等消費(fèi)級(jí)愛(ài)好，到農(nóng)業(yè)、監(jiān)控和物流等工業(yè)應(yīng)用，無(wú)所不包。然而，它們并非沒(méi)有缺點(diǎn)，其中之一就是著陸。幾乎一半的無(wú)人機(jī)事故都發(fā)生在這些無(wú)人駕駛飛行器試圖著陸時(shí)，尤其是在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中或快速移動(dòng)的物體上。但這種情況可能已成為過(guò)去，因?yàn)檠芯咳藛T已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種能夠在高速行駛的車輛上平穩(wěn)著陸的系統(tǒng)。

在行駛的車輛上著陸對(duì)無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。由于強(qiáng)大的風(fēng)阻，無(wú)人機(jī)必須急劇前傾，這會(huì)導(dǎo)致螺旋槳撞擊車輛。此外，起落架通常過(guò)于堅(jiān)硬，這意味著無(wú)人機(jī)在落地時(shí)會(huì)彈跳或翻轉(zhuǎn)。為了克服這些問(wèn)題，加拿大舍布魯克大學(xué)（the University of Sherbrooke）的研究人員制造了一架名為DART（Direct Approach Rapid Touchdown）的實(shí)驗(yàn)性四軸飛行器，它利用摩擦減震器(FSA)和反推力(RVT)來(lái)實(shí)現(xiàn)在高速行駛的車輛上著陸。

新系統(tǒng)如何運(yùn)作

DART能夠快速、有力地下降，最大限度地減少陣風(fēng)的影響，從而安全地降落在行駛的車輛上。在撞擊前，它會(huì)快速進(jìn)行調(diào)平機(jī)動(dòng)，保持垂直。落地后，F(xiàn)SA會(huì)立即吸收撞擊產(chǎn)生的所有動(dòng)能，確保無(wú)人機(jī)不會(huì)翻轉(zhuǎn)。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)啟動(dòng)反推力，將無(wú)人機(jī)牢牢地推向車輛，并使其穩(wěn)定停留。

四旋翼飛行器在時(shí)速110 km/h的車輛上著陸

四旋翼飛行器在時(shí)速110 km/h的車輛上著陸，采用以下策略：(1)快速下降；(2)俯仰調(diào)平機(jī)動(dòng)；(3)飛行姿態(tài)控制系統(tǒng)(FSA)減震，反向速度控制系統(tǒng)(RVT)防止滑落。圖片來(lái)源：Journal of Field Robotics

研究人員在《野外機(jī)器人學(xué)雜志》（Journal of Field Robotics）上發(fā)表的論文中詳細(xì)描述了機(jī)器人在一輛時(shí)速高達(dá)68英里（約110 km/h）的皮卡車平板車上連續(xù)38次成功著陸。能夠降落在快速行駛的車輛上還有另一個(gè)好處。

研究人員寫(xiě)道：“與使用不帶RVT的標(biāo)準(zhǔn)F450起落架相比，使用帶有RVT的FSA還可以將調(diào)平機(jī)動(dòng)開(kāi)始時(shí)的飛行包線增加38倍，從而使無(wú)人機(jī)能夠在更廣泛的飛行條件下安全地進(jìn)行俯仰調(diào)平機(jī)動(dòng)。”

這種大幅提升的著陸能力開(kāi)辟了廣泛的新應(yīng)用。更安全、更可靠的著陸能力可以使無(wú)人機(jī)降落在快艇、輪船和應(yīng)急車輛上，以運(yùn)送物資。此外，這項(xiàng)強(qiáng)大的技術(shù)意味著無(wú)人機(jī)不再那么依賴天氣，可以部署在更具挑戰(zhàn)性和不可預(yù)測(cè)的環(huán)境中。