【據(jù)UASVISION網(wǎng)站2021年4月14日報道】美國佐治亞理工學(xué)院的一個研究團(tuán)隊開發(fā)了一種模塊化的大型包裹運輸解決方案。通過讓小型無人機(jī)隊使用自適應(yīng)控制算法，協(xié)作舉升較重貨物，這種方法可以讓使用多架標(biāo)準(zhǔn)尺寸的無人飛行器組合運送各種包裹。
該控制系統(tǒng)既簡化了無人機(jī)機(jī)隊，又能夠使無人機(jī)操作更加穩(wěn)定，還減少了在人口密集地區(qū)操作大型自主無人機(jī)帶來的噪音和安全問題。除了商業(yè)包裹遞送外，該系統(tǒng)具有軍事用途，比如在野外為小股士兵投放補(bǔ)給。
該系統(tǒng)能同時控制多架無人機(jī)協(xié)同運輸包裹，可根據(jù)特定包裹重量靈活選擇無人機(jī)數(shù)量。因此無人機(jī)協(xié)同舉升的貨物重量并不是一成不變的，無需建造和維護(hù)幾種不同尺寸的運輸無人機(jī)。
這項研究得到了美國國家科學(xué)基金會研究生獎學(xué)金和佐治亞理工學(xué)院研究所的Hives獨立研發(fā)項目的部分支持。有關(guān)該研究的論文已提交給《Journal of Aircraft》。
在該系統(tǒng)中，中央計算機(jī)系統(tǒng)將監(jiān)測每架無人機(jī)舉升包裹的情況，分享有關(guān)其位置及其發(fā)動機(jī)推力的信息，同時其控制系統(tǒng)將協(xié)調(diào)發(fā)出導(dǎo)航和運送包裹的指令。
研究團(tuán)隊的想法是從用戶角度出發(fā)，簡化多無人機(jī)協(xié)同飛行，利用機(jī)載智能手段處理困難問題，無需人類精確測量包裹重量、重心和無人機(jī)相對位置。
控制多架無人機(jī)連接在一起抬起一個包裹，并不比控制各自獨立飛行的無人機(jī)蜂群簡單。無人機(jī)隊會利用紅外制導(dǎo)系統(tǒng)自主連接到連接至包裹上的對接結(jié)構(gòu)，無需人工參與。這便于無人機(jī)自主取回客戶退回的包裹。通過分析發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的推力和保持的高度，無人機(jī)隊甚至可以估算出取回包裹的重量。
研究團(tuán)隊已經(jīng)建立了一個演示模型，包括4架小型四旋翼無人機(jī)，該演示模型以提起一個2英尺*2英尺*2英尺（60.96厘米*60.96厘米*60.96厘米）、重12磅（約5.44千克）的箱子?？刂扑惴ú⒉粌H限于四架無人機(jī)，可以做到“包裹周圍能放多少架無人機(jī)就放多少架”。
對于軍方來說，模塊化的貨運系統(tǒng)可以讓偏遠(yuǎn)地區(qū)的士兵小隊得到補(bǔ)給，而不需要操作大型自主直升機(jī)。也可以利用每個士兵攜帶的單獨無人機(jī)組成軍用無人機(jī)包裹回收小隊。
使用多架無人機(jī)協(xié)同舉升貨物挑戰(zhàn)巨大，但又具有現(xiàn)實意義。該系統(tǒng)提供了更具靈活性和可擴(kuò)展性的重物舉升方案，而不需要為了舉升某個重量的貨物，就研制一種特定型號的無人機(jī)。
使用多架無人機(jī)來搬運一個沉重的包裹也可以讓運輸系統(tǒng)有更多的冗余。如果其中一架無人機(jī)出現(xiàn)故障，其他無人機(jī)也能夠勝任搬運任務(wù)——這個問題由中央控制系統(tǒng)管理。這部分控制策略還沒有經(jīng)過測試，但這是該系統(tǒng)未來發(fā)展計劃的一部分。
此外，還需要對連接無人機(jī)和包裹的對接系統(tǒng)進(jìn)行更多研究。該結(jié)構(gòu)必須要做得足夠結(jié)實，同時還要足夠便宜，以便一次性使用。
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