Hitchhiker：利用柔性吸盘夹爪在移动倾斜表面主动栖息的四旋翼

在车辆等移动物体表面栖息可延长四旋翼的飞行时间和航程。吸盘因其耐用性和大粘附力常被用于表面附着。为在表面密封，吸盘必须与表面对齐并具备适当的相对切向速度。然而，当物体表面移动且倾斜时，四旋翼的姿态和相对速度误差会变得显著。为解决此问题，我们提出了一种实时轨迹规划算法。通过动态时域中的多模态搜索高效生成时间最优的主动轨迹，从而减小相对于移动表面的速度误差。为进一步适应残余误差，我们设计了一种使用自密封吸盘的柔性夹爪。不同方向的多个吸盘集成于轮式机构中，以增加对姿态误差的容差。该轮式机构还消除了对姿态和切向速度匹配的要求。我们进行了大量测试以在各种倾斜度下栖息于静态和移动表面。结果表明，我们提出的系统使四旋翼能以70%或更高的成功率可靠地栖息于移动倾斜表面（最高$1.07m/s$和$90^\circ$）。轨迹规划器的有效性也得到验证。我们的夹爪相比传统吸盘夹爪对姿态误差和切向速度具有更大的适应性。在动态栖息中成功率提升了45%。