FlowDrone:基于快速响应热丝流量传感器的无人机风场估计与阵风抑制
机器人学
2022-10-26 v2
摘要
无人机(UAV)正被应用于日益强调对包括极端风在内的外部扰动具有鲁棒性的场景中。然而,传统多旋翼无人机平台并不直接感知风;常规流量传感器过于迟缓、不灵敏或笨重,难以在无人机上广泛集成。相反,无人机通常通过位置或轨迹跟踪中累积的误差间接观测风的影响。在本工作中,我们将基于微机电系统(MEMS)热丝技术(源于我们先前工作)的新型流量传感器集成到多旋翼无人机上以进行风场估计。这些传感器全向、轻量、快速且精确。为在风中条件下实现优越的跟踪性能,我们通过强化学习利用模拟的阵风及其对无人机空气动力影响训练了一个“风感知”的基于残差的控制器。在大量硬件实验中,我们证明了该风感知控制器在具有挑战性的风场条件下优于两个强劲的“风不知”基线控制器。参见:https://youtu.be/KWqkH9Z-338。
引用
@article{arxiv.2210.05857,
title = {FlowDrone: Wind Estimation and Gust Rejection on UAVs Using Fast-Response Hot-Wire Flow Sensors},
author = {Nathaniel Simon and Allen Z. Ren and Alexander Piqué and David Snyder and Daphne Barretto and Marcus Hultmark and Anirudha Majumdar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.05857},
year = {2022}
}
备注
Submitted to ICRA 2023. See supplementary video at https://youtu.be/KWqkH9Z-338