基于单一流传感器的小型四旋翼无人机气流源寻找
机器人学
2026-01-23 v1
摘要
随着环境灾害发生得越来越频繁和严重，利用羽流追踪寻找污染物或有害颗粒物的源头变得更加重要。在小型四旋翼无人机上进行羽流追踪将允许这些系统在人类周围操作并在更狭窄的空间中飞行，但由于适用于小型四旋翼的气体传感器灵敏度差且响应时间长，这可能具有挑战性。在本研究中，我们提出了一种方法，使用一个定制的、能够在重量小于 100 g 的小型四旋翼上同时感知气流大小和方向的流传感器，通过气流源寻找行为来补充化学羽流追踪。我们使用该传感器实现了“Cast and Surge”算法的改进版本，该版本利用气流方向感知来寻找并导航至流源。一系列特性验证实验证实，该系统能够在飞行中检测气流并使四旋翼重新朝向气流。通过在不同随机起始位置和朝向下的多次试验，证明了我们的源寻找算法能够可靠地找到流源。本研究旨在为未来平台奠定基础，使其能够将流传感器与其他传感器结合使用，以实现更丰富的羽流追踪数据收集和源寻找。
引用
@article{arxiv.2601.15607,
title = {Airflow Source Seeking on Small Quadrotors Using a Single Flow Sensor},
author = {Lenworth Thomas and Tjaden Bridges and Sarah Bergbreiter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.15607},
year = {2026}
}