基于物理传感器的四旋翼无人机阵风检测

我们提议利用无人机上已有的基本惯性测量单元（IMU，含加速度计与陀螺仪等传感器）来检测阵风的速度与方向。快速感知阵风的能力有许多应用，其中最显著的是用于无人机飞行辅助，使其可调整电机功率参数以补偿此类外部因素，或将无人机转向更安全方向。为说明该方法的可行性，我们开展了研究，以评估在四旋翼无人机悬停及随后运动状态下，使用现成分类器能多可靠地检测风速与风向。在实体房间中使用消费级风扇于微型飞行器（MAV）上收集的真实数据所得经验结果表明：（1.1）风速经训练后不仅可在同一无人机上以高精度检测，也可跨同类型不同无人机泛化；而（1.2）风向经同一无人机训练后以高精度检测，但对其他泛化能力有限。（1.3）我们展示了利用离线训练模型进行风速实时检测的可行性及其高精度。（2.1）最后，我们找到了运动无人机风向检测精度较低的原因。