对于有四个螺旋桨的无人机——也被称为四轴飞行器——一个马达的故障是个大问题。由于只有三个旋翼工作,无人机失去稳定性,除非采取紧急控制策略,否则不可避免地会坠毁。研究人员已经找到了解决这个问题的方法:机载摄像机的信息可以用来稳定无人机,并在一个旋翼突然失灵后保持其自动飞行。

当一个旋翼失灵时,无人机就会像芭蕾舞演员一样自旋。这种高速旋转运动会导致标准控制器失效,除非无人机能够获得非常精确的位置测量。换句话说,一旦开始旋转,无人机就无法估计自己在太空中的位置,最终坠毁。

解决这个问题的一种方法是通过GPS为无人机提供一个参考位置。但也有很多地方无法使用GPS信号。研究人员在不依赖GPS的情况下解决了这个问题,而是利用了不同类型的车载摄像机的视觉信息。他们给四轴飞行器配备了两种类型的摄像头:一种是标准摄像头,以固定速率每秒记录几次图像;另一种是事件摄像头,基于独立像素,只有当探测到到达它们的光线发生变化时,它们才会被激活。

该团队开发了结合来自两个传感器的信息的算法,并使用它来跟踪四旋翼飞行器相对于周围环境的位置。这使得机载计算机控制无人机飞行和旋转只有三个旋翼。研究小组发现,这两种相机在正常光线条件下都表现良好。然而,当光照降低时,标准摄像机开始体验运动模糊,最终使无人机迷失方向并使其崩溃,而事件摄像机在非常低的光线下也能工作得很好。

欲了解更多信息,请联系Davide Scaramuzza教授此电子邮件地址已受到保护,不受垃圾邮件机器人的攻击。您需要启用JavaScript来查看它。;+41 044 635 24 07。


科技简报》杂志

这篇文章首次发表于2021年3月的《技术简介杂志。

阅读更多本期文章在这里

阅读更多文献在这里