随着四旋翼无人机和商业、研究、军事领域有越来越多的联系,许多应用程序一直在推动其发展,使之具有更广的工作范围和在更复杂更难的环境设置中使用它[4]。在很多情况下,大型固定的着陆点不再被保证,这极大增加了自主着陆的难度。这些情况可以被扩展到两个主要领域:海上降落和地面无人车辆对接。前者包括关于水上船只的无人机回收的应用。而关于后者,无人机将联合无人车队去完成与单独依靠无人机相比更大范围、更长飞行时间的更加精细的任务。这种合作经常需要无人机能够自主地降落在场地中的无人车辆上。两种情形下,一个安全可靠的系统对于精确自主着陆是非常有益的。82580
2012年,滑铁卢大学的研究人员控制一个船载的六具引擎无人机去放置一个GPS信号灯在一座冰山上[5],如图1。1所示。在整个实施过程中的环境对船只来说堪称完美,但无人机的处境可谓十分艰难。浪有1-2米高,风速也有大约10到20节,同时船也以一个特定速度在移动。在回收无人机的过程中,操纵无人机的飞行员遇到了风阻导致的困难,最终飞机坠落,不能再被操纵。这个例子证明了为什么说人为控制的降落并不足以适应这些复杂的降落环境。在这种条件下,即使是经验丰富的飞行员也很难使无人机安全地回收。论文网
一架六旋翼无人机在向冰山上放置GPS信号灯后返回船只
一个更成功的海上无人机调度案例来自于阿拉斯加费尔班克斯分校的研究人员。一架Aeryon Scout无人机从船上起飞去执行野生动物监控。Scout无人机和一张它拍摄的照片如下所示。当考察完成后,这架飞机以一种半自动的方式进行回收。一个操作员操纵飞机下降到甲板上一人高的位置,另一个操作员走到飞机下方抓住飞机的支脚,第一个操作员再关掉发动机。许多其他的海上任务也被应用在无人机上,包括海岸线监控,海上搜寻及救援任务。
尽管这种半自动的无人机回收方式被证明是有效的时候,但它需要大量技术娴熟的人员同时也大大增加了人员受伤的可能性。这种对技术性人员的需求让很多团队在无人机的使用上遭遇了极大的困难。它同时也减少了不需要技术人员的更高效的机械化团队的可能性。基于海事的无人机应用可以在自动化的回收性着陆中获得极大的益处。
在陆上领域,研究人员已经提出协调由无人机和无人车辆构成的机械化团队[6]。通过组成无人机和无人车辆结合的队伍,使执行超出无人机飞行半径的远距离任务成为可能。这些长距离的任务包括大规模的基础设施监察和搜寻救援任务。自从无人机被限制其荷载的重量,它们经常携带更低容量的电池,而这一点限制了它们的飞行时间。无人车辆被计划用来充当移动补给站,给无人机进行充电,这样无人机就不用飞回发射点。这种方法也可以被用来执行持续性的监察任务。然而对于这种无人机和无人车的联合队伍的研究工作还处于初期。可以明确的是,无人机在移动的无人车辆上的精确着陆对于长距离任务中的再充电是一个十分必要的助力。
多旋翼无人机姿态控制国内外研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_96921.html