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Die faltbare Drohne: Ein Morphing-Quadrotor, der sich zusammenklappen und fliegen kann

Die faltbare Drohne: Ein Morphing-Quadrotor, der sich zusammenklappen und fliegen kann

Die jüngsten Fortschritte bei der Zustandsschätzung, der Wahrnehmung und den Navigationsalgorithmen haben wesentlich zur allgegenwärtigen Verwendung von Quadrotoren für die Inspektion, Kartierung und Luftbildgebung beigetragen. Um die Vielseitigkeit von Quadrotoren weiter zu erhöhen, untersuchten jüngste Arbeiten die Verwendung einer adaptiven Morphologie, die darin besteht, die Form des Fahrzeugs während des Fluges an eine bestimmte Aufgabe oder Umgebung anzupassen.

Diese Arbeiten erhöhen jedoch entweder die Komplexität der Plattform oder verringern ihre Kontrollierbarkeit. In dieser Arbeit schlagen wir ein neuartiges, einfacheres, aber effektives Morphing-Design für Quadrotoren vor, das aus einem Rahmen mit vier unabhängig voneinander rotierenden Armen besteht, die sich um den Hauptrahmen falten. Um jederzeit einen stabilen Flug zu gewährleisten, nutzen wir eine optimale Steuerstrategie, die sich spontan an die Drohnenmorphologie anpasst. Wir demonstrieren die Vielseitigkeit der vorgeschlagenen adaptiven Morphologie bei verschiedenen Aufgaben, wie z. B. dem Bewältigen enger Lücken, der genauen Inspektion vertikaler Oberflächen sowie dem Greifen und Transportieren von Objekten. Die Experimente werden an einem tatsächlichen, vollständig autonomen Quadrotor durchgeführt, der sich ausschließlich auf visuelle Trägheitssensoren und Computer an Bord stützt. Es werden keine externen Bewegungsverfolgungssysteme und Computer verwendet. Dies ist die erste Arbeit, die einen stabilen Flug zeigt, ohne dass eine Symmetrie der Morphologie erforderlich ist.

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