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这是荷兰代尔夫特理工大学的微型无人机实验室(MAVLab)在2018年的作品,仿果蝇无人机——DelFly Nimble,通过拍打翅膀飞行,长为33厘米,重29克。当时DelFly Nimble在IMAV 2018室内竞赛中还获得“最具创新性设计”奖,登上了《Science Robotics》的封面。 最近,MAVLab公布了DelFly Nimble的最新视频,可完成多种飞行和避障任务。令人眼前一亮的还有它的续航能力,在充满电的电池上可以飞行超过1公里的距离,并能够携带4克的额外有效负载。 遵循预定的飞行路线飞行: 通过障碍物: 通过多个圆形“窗户”: 拍打翅膀实现多种飞行任务 和果蝇一样,DelFly Nimble具有一对翅膀,包括两个机翼拍打机构,由透明的聚酯薄膜制成,每秒拍打17次,从而产生飞行所需的升力。 不仅如此,还可以通过机翼的微小调整来控制前后和侧向飞行,甚至在空中转个360度的圈: DelFly Nimble通过旋转伺服致动器实现各个方向的俯仰、偏航和滚动。 俯仰: 通过调节二面角(翅膀的中线)来产生俯仰转矩,该二面角相对于质心向前或向后移动两个翼对的翼拍平均推力矢量。 偏航: 通过致动一对翅膀的根部伺服致动器来实现偏航,通过改变两个拍打机构的相对方向来调节,使得它们各自的机翼拍打平均推力沿相反的方向倾斜,从而产生围绕偏航轴的扭矩。 滚动: 通过以不同的拍打频率驱动两个机翼对来实现滚动,这会导致推力差,从而围绕滚动轴产生扭矩。 没有尾巴也能保证稳定性 与果蝇不同的一点在于,DelFly Nimble没有尾巴来保持稳定性,依靠主动稳定功能,由车载自动驾驶仪(STM32微控制器,MPU60006DOF IMU)和Paparazzi UAV软件实现。 研究人员采用了具有比例(P)和微分(D)项的姿态反馈控制,从姿态设定点产生参考,姿态设定点均由自动驾驶仪中的预编程序列确定,以确保多次飞行的一致性,这使所有果蝇启发的动作都是由无人机完全自主执行的。在Paparazzi UAV软件中姿态稳定的标准实现的基础上,研究人员还向控制器输出添加了一个低通滤波器(二阶Butterworth),以减少伺服执行器命令中的噪声量。 DelFly Nimble带有实时视频输入的摄像系统,并通过一种叫做LongSeq的视觉算法来躲避障碍,支持图像行中具有恒定视差的长序列,即使在像素不好的情况下也不会对匹配质量造成影响。 看完这款无人机,小编觉得果蝇也没有那么讨厌了。 除了对生物研究有利外,在无人机领域,DelFly Nimble所具有的高效飞行能力和灵活的操纵性,可以让我们看到未来,昆虫仿生无人机或许会比现在的旋翼无人机更有前途。使用现有工艺和组件,DelFly Nimble 机器人制造成本也相对低廉。 目前DelFly Nimble的开发仍在继续,一起期待它未来的表现吧。 来源:机器人在线 返回搜狐,查看更多 |
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