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作即见:利用扑翼在狭窄空间中导航

机器人学 2019-03-04 v2

摘要

飞行动物的翅膀不仅能产生升力和控制力矩,还能感知其周围环境。这种感知与驱动耦合于同一元件的双重功能,对于受尺寸、重量与功耗严格约束的小型仿生飞行机器人尤为有用。本工作中,我们呈现首个利用其扑翼进行环境感知与狭窄空间导航、且无需任何视觉反馈的扑翼机器人。作为测试平台,我们介绍了 Purdue Hummingbird,一种翼展 17 厘米、重 12 克的扑翼机器人,其一对 30–40Hz 的扑翼仅由两只驱动器驱动。通过解析翼载荷反馈及其变化,该飞行器可探测地面、墙壁、楼梯、障碍与阵风等环境变化的发生。瞬时翼载荷可通过驱动翅膀的电机电流反馈的测量与解析获得。所提方法的有效性在多项无视觉的挑战性飞行任务中得到实验验证:地形跟随、墙壁跟随与穿越窄走廊。为保障飞行稳定性,设计了一个鲁棒控制器以处理飞行中未知扰动。通过驱动器载荷感知并导航环境,是移动机器人的一种有前景的方法,并可作为视觉感知的替代或补充手段。

关键词

引用

@article{arxiv.1902.08688,
  title  = {Acting Is Seeing: Navigating Tight Space Using Flapping Wings},
  author = {Zhan Tu and Fan Fei and Jian Zhang and Xinyan Deng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1902.08688},
  year   = {2019}
}

备注

Accepted by ICRA 2019. Video link: https://youtu.be/RhCNaCprrfI. Contact authors: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]