4 축 UAV 그룹 협업 제어 시스템 개발

기계 및 전기 정보 2022-05-19 21:10

키워드: 형성 협력 시스템

소개하다

신소재, 메카트로닉스, 관성 항법 시스템, 제어 기술의 발전과 함께 4 축 항공기의 가격이 저렴하고, 조작이 유연하며, 제어 성능이 안정적이며, 환경에 대한 적응력이 강하며, 인명피해를 방지하는 등의 특징이 최근 몇 년 동안 군사 및 민간 분야에서 광범위하게 응용되었다. 그러나 독립 실행형 은 복잡한 환경 에 직면할 때 기능 제한, 부하 제한, 효율 저하 문제 가 있어 각 작업 의 실행성 과 완성 에 영향 을 끼쳤다. 최근 몇 년 동안 국내외의 많은 전문가 학자들은 자연계 생물 집단의 조정 메커니즘을 참고하면 이러한 문제를 해결할 수 있다는 것을 발견했다. 집단지능과 이로부터 발전한 로봇학은 모두 동물에 대한 연구에서 탄생했다. 많은 동물 집단들이 사용하는 조정 메커니즘은 이미 각종 복잡한 문제를 해결할 수 있는 것으로 증명되었다. 개미 군체 알고리즘, 입자 알고리즘 등 지능 공학의 설계 영감은 생물학에서 비롯된다. 자연계에서 물고기, 새, 벌의 클러스터 행동은 드론 떼의 비행 제어에 매우 영감을 주었다.

이러한 맥락에서 이 문서는 로컬 통신 및 분산 제어를 중심으로 드론 협동 시스템 연구를 전개합니다. 바이오클러스터 동작과 로봇 기술을 결합하여 드론 편대를 동적으로 조정하는 시스템을 설계하여 여러 대의 드론이 3 차원 공간에서 독립적으로 특정 구조에 배열될 수 있도록 하여 비행 중 안정적인 대기열을 유지할 수 있도록 했습니다. 외부 조건과 임무 요구 사항에 따라 동적으로 조정하여 전체 클러스터를 조율할 수 있습니다.

이 문서에서는 4 축 드론 집단의 공동 제어 시스템을 더 연구하고 개발하기 위해 구조 설계, 시스템 개발 및 비행 실험의 세 가지 측면에 대해 자세히 설명합니다.

1 의 구조 설계

구조 설계 방면에서 이 글은 기존의 우수한 4 축 항공기 구조를 바탕으로 적절한 개선과 센서 설정을 하여 4 축 항공기 드론 집단의 공동 제어 시스템을 더 잘 테스트하고 검증했다. 그림 1 에서 볼 수 있듯이 소형 4 축 드론으로 설계되었으며 주로 빈 컵 모터, 로터, 프레임, 비행 컨트롤러, 옵티컬 센서 5 부분으로 구성됩니다. 4 축 드론은' X' 모델을 쿼드로, 북쪽을 향하는 나침반을 비행 방향으로 하기 때문에 편대의 3 차원 공간 배치를 더 잘 계획하고 빠르게 동적으로 조정할 수 있습니다. 비행 컨트롤러에는 3.7V 리튬 배터리와 T0F(TimeofFlight) 센서가 내장되어 있어 비행기의 부피를 효과적으로 줄일 수 있습니다. 드론 무리를 규칙적으로 동적으로 조정하기 위해, 드론 바로 아래에 광학 유량 센서가 설치되어 있어 드론 이동을 효과적으로 억제하여 비행 방향으로 일정한 속도로 움직이는 경향이 있다.