无人机在空中掌握高精度任务

FlyingToolbox 是一种无人机系统,即使在湍流气流中也能够在空中对接和交换工具。该技术可实现精确的多阶段操作:从维护和高空施工到应急响应任务。

来源:Qudata

无人机在空中掌握高精度任务

中国西湖大学的研究人员开发了 FlyingToolbox 系统,使微型飞行器 (MAV) 能够在飞行途中以亚厘米级的精度交换工具,尽管存在强烈的气流干扰。这项创新有望彻底改变高层建筑维护、灾难响应和工业建筑等危险任务,在这些任务中,人类进入是有风险或不可能的。

FlyingToolbox 系统,使微型飞行器 (MAV) 能够在飞行中交换工具

近距离编队飞行的无人机长期以来一直受到“下洗流”(来自螺旋桨的强大向下气流)的阻碍。当一架无人机直接悬停在另一架无人机上方时,速度可以超过每秒 13 米,产生高达 25 牛顿的力(无人机重量的 40%)。这种湍流历来将类似系统中的对接精度限制在 6-8 厘米,使得空中工具交换变得不可靠。

FlyingToolbox 打破了这些障碍。该系统将两个专门的微型飞行器配对:一个下部的“工具箱”无人机,通过弹性绳索携带多种工具,另一个上部的“机械手”无人机带有机械臂。受到外科手术团队的启发——护士将工具交给医生——该设置允许空中不间断的工作流程。

该系统的核心是一个基于神经网络的估计器,它可以实时预测和补偿下洗扰动。使用二维码视觉跟踪,即使在湍流的空气条件下,无人机也能实现精确对准。对接由带有弹性系绳的电磁连接器固定,可吸收对准误差并确保可靠的工具传输。

在广泛的测试中,即使在高达 13.18 m/s 的下洗速度下,系统也能实现 0.80 ± 0.33 cm 的对接精度。 FlyingToolbox 成功完成了连续 20 次对接试验,始终保持准确性和可重复性。这代表了对以前的空中对接系统的重大改进。

QuData 无人机人工智能开发平台