人類總是喜歡從自然界竊取技術(shù)。昆蟲身上就有種叫光流的東西,基于物體在視野中移動的速度,感知運動的快慢。現(xiàn)在這一技術(shù)或許能用到無人機上,幫助它安全著陸和避障。
無人機的活動范圍是立體的,它在著陸時需要了解自己的高度。立體視覺系統(tǒng)能讓他們估算出距離,但如果傳感器之間的距離過短,測量會很不精確。荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的研究員Guido de Croon就想用單一攝像頭獲取的光流數(shù)據(jù)解決這一問題。
當(dāng)用這些光流數(shù)據(jù)讓無人機軟著陸時,他發(fā)現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象:
當(dāng)無人機離地面近到一定程度時,控制系統(tǒng)會變得不穩(wěn)定,機身會開始振蕩。這并不是什么空氣動力學(xué)效應(yīng),而是無人機自身的控制増益導(dǎo)致的振蕩。
Croon將這種現(xiàn)象與新手飛行員迫近跑道時過度矯正飛行路徑,并導(dǎo)致飛機上下振動的情況進行了對比。對飛機來說,這可能存在風(fēng)險,但對無人機來說可能是件好事。
這種振蕩會在距離地面特定高度時發(fā)生。它可能是一個問題,但事實上對無人機來說也是個機會。如果它能檢測到振蕩,就知道離地面有多高了,然后順便解決著陸問題了。
除了讓無人機安全著陸,這種現(xiàn)象還能用于讓無人機在特定高度巡航,即在產(chǎn)生振蕩效應(yīng)的時刻讓飛行器留在相應(yīng)的高度。而且這種技術(shù)還能用于避障,因為它對側(cè)向的移動同樣有效。
在實驗中,Croon使用的是 Parrot家的AR Drone 2,其攝像頭用于飛行測試,而測量高度的聲納傳感器用于確定相機數(shù)據(jù),飛控用的是 Paparazzi的開源軟件。結(jié)果顯示,著陸和避障效果都不錯。