变形四旋翼飞行器

自主变形穿越狭小空间

集成四个驱动器的四旋翼无人机,能改变几何构型以适应狭窄环境,并配备统一的规划与控制框架,实现自主高效变形飞行。

Guiyang, Cui · Ruihao, Xia · Jin, Xin · 唐漾

IEEE Robotics and Automation Letters 2024

技术优势

规划更快

轨迹优化器耗时仅为毫秒级,能够实时生成安全轨迹,满足动态环境需求。

飞行更稳

非线性控制器考虑空气阻力并动态调整惯性张量与重心,在变形过程中保持稳定姿态。

推力自适应

控制器在变形时在线计算推力系数,确保不同形态下推力准确。

应用场景

• 救援机器人：进入废墟等狭窄空间搜寻幸存者,变形通过狭缝后恢复稳定飞行。
• 巡检机器人：飞入管道或设备缝隙执行检查,减少人工进入的危险。
• 狭小空间飞行：利用变形能力通过小于正常尺寸的开口,拓展无人机可达空间。
• 空中作业：在狭小环境中接近目标进行抓取或操作,变形以适配工作空间。
• 复杂环境探索：在结构复杂的未知环境中,通过变形适应不同通道并实时规划路径。