Акробатика квадрокоптеров

Наиболее сложными задачами для балансировки квадрокоптеров до сих пор считались балансировка обратного маятника и жонглирование мячами. Специалистам из института динамических систем и управления в Цюрихе удалось решить эти задачи в совокупности. Теперь квадрокоптеры не просто балансируют обратный маятник, но и жонглируют им, перебрасывая друг другу.

Если вы не уверены, что такое возможно, см. видео ниже.

Жонглирование обратным маятником — сложная математическая задача. Изначально была создана компьютерная модель, чтобы проверить существование теоретической возможности её решения. Модель выдавала идеальные траектории: позицию, скорость и угол наклона квадрокоптера для того, чтобы поймать летящий маятник и сохранить его равновесие.

На следующем этапе инженеры проверили математическую модель в реальных условиях и провели множество тестов, чтобы проверить заданные в модели параметра: аэродинамические свойства маятника, время отрыва маятника от квадрокоптера, поведение объекта в момент столкновения с платформой квадрокоптера. Оказалось, что при столкновении возможны непредсказуемые отскоки, так что концы маятника оснастили амортизаторами: мешочки, наполненные мукой, на подвижных металлических основаниях. Кстати, авария на 1:36 видео связана именно с разрывом амортизатора.

Программу для управления квадрокоптерами дополнили несколько модулей:

• Модуль оценки состояния для более точного позиционирования квадрокоптера в пространстве и анализа, в какой момент произойдёт столкновение с маятником и переключение от программы ловли маятника к программе балансирования.
• Быстрый генератор траекторий для расчёта траектории летящего маятника и предварительного приближения к точке траектории.
• Алгоритм самообучения для исправления систематических ошибок, основанных на параметрах математической модели.

via Robohub