Інженери створили алгоритм управління квадрокоптером, який дозволяє йому залишатися в повітрі після втрати одного гвинта

Інженери з Нідерландів створили алгоритм управління для квадрокоптера, який дозволяє йому залишатися в повітрі після втрати одного гвинта, причому навіть при русі зі швидкістю майже 10 метрів в секунду. Розробка була представлена на конференції IROS 2018, на неї звернув увагу IEEE Spectrum, інформує Ukr.Media.

Більшість сучасних мультикоптеров оснащуються хоча б базовими алгоритмами, що дозволяють їм зберігати стабільне становище при зависанні на одному місці або летіти в заданому напрямку. Багатьом з них не заважає навіть вітер, тому що вони відстежують його вплив за допомогою інерційних датчиків і GPS, і коригують нахил і роботу моторів. Тим не менше, всі ці алгоритми працюють коректно тільки в тому випадку, якщо цілісність і функціональність дрона не порушена. При втраті навіть одного гвинта баланс крутних моментів від різних роторів порушується і дрон, як правило, падає на землю.

У загальному вигляді завдання збереження балансу квадрокоптера, у якого вийшов з ладу гвинт, вже навчилися вирішувати швейцарські інженери в 2014 році. Однак їх алгоритм працює тільки для дрона, завислого на одному місці. Група інженерів з Делфтського технічного університету під керівництвом Коена де Віссера (Coen de Visser) створила більш досконалий алгоритм, який дозволяє дрону не падати після виходячи одного гвинта з ладу, навіть якщо він рухається з великою швидкістю або політ проходить у вітряну погоду.

Дослідники використовували послідовну схему з трьох регуляторів. Перший з них відповідає за контроль положення квадрокоптера, другий за контроль висоти, а третій на основі даних від перших регуляторів розраховує кутові швидкості обертання для кожного з трьох працюючих роторів.

Інженери перевірили алгоритм на квадрокоптері Parrot Bepop2 і відкритій системі управління безпілотними літальними апаратами Paparazzi. Для відслідковування рухів дрона вони використовували його власний блок з акселерометром і гіроскопом, що збирає дані з частотою 512 герц, а також зовнішню оптичну систему захоплення рухів, яка з частотою 120 герц відстежувала положення шести маркерів на корпусі апарата.

Розробники провели кілька видів тестів, у тому числі випробовування в аеродинамічній трубі, яка імітуює політ з певною швидкістю. Після зльоту дрона вони включали продув і поступово збільшували швидкість потоку повітря. Експеримент показав, що квадрокоптер зберігає стабільне положення на швидкості понад дев'яти метрів в секунду, і лише після цього втрачає рівновагу і падає.