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加州理工学院优化的无人机或将飞上火星

2020/9/7 21:43:56

加州理工学院最新研发的加农炮式SQUID无人机尺寸扩大,可自主折叠,弹道发射的SQUID无人机有一天可能部署到火星。

去年在IROS上,加州理工学院和NASA的喷气推进实验室展示了一种弹道发射四旋翼飞行器的原型-将其折叠成带有鳍状的橄榄球形状,将无人机塞入管中,然后用压缩的CO气直射,此时它会自行展开,稳定下来然后飞走。半年后的,研究人员在原来的基础上进行尺寸和功能上的扩展,现在具有六个转子和完全的自主权,可以压入6英寸的管中。
去年最初的3英寸(7.6厘米)SQUID已降级为“微型SQUID”,但是,总的来说,管式无人驾驶飞机的独特之处在于,它们消除了大多数无人机的特定起飞条件的固定要求。去年的演示中微型SQUID是从移动车辆中发射的,但总体思路是,您可以从任何地方发射SQUID。
微型SQUID的目的是为弹道发射多旋翼飞机制定通用的空气动力学和结构原理,而不是开发能够实行任务的东西。具有实行任务的能力尤其意味着在不依靠GPS的情况下实现车载自主性,这反过来又需要进行传感和计算,而且这种结构非常笨重且耗能,以至于需要放大整辆车。新的6英寸SQUID进行了一些重大更新,包括空气动力学重新设计,以通过使用可展开的鳍片改进发射和弹道飞行期间的被动稳定性。自治硬件包括一个摄像头(FLIR Chameleon3),测距仪(TeraRanger Evo 60m),IMU /气压计(VectorNav VN-100)和车载计算机(NVIDIA Jetson TX2)。
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顶部:SQUID概述。底部:SQUID部分位于发射管内(a),其臂和鳍从侧面(b)和顶部透视图(c)完全展开。
结构和空气动力学上的变化是必要的,因为SQUID不是真正地飞行,而是仅仅跟随其离开发射器时的弹道。如果只是直线上升,那还不算太糟,但是如果无人机以一定角度或从行驶中的车辆发射,事情就会变得更加复杂。较高的重心有助于鳍片通过使无人机被动地指向气流中,同时还充当起落架,从而起到双重作用—如果没有鳍片,它在离开后会开始翻滚管,然后尝试控制它。为了使鳍片既可折叠又足够稳定,以使SQUID落在上面,它们具有闩锁机制,有助于保持鳍片的硬度。
在SQUID直径上的6英寸硬挡确实是一个真正的挑战。大多数无人机受功率或质量约束,但SQUID受体积约束。您不仅需要将所有电池和计算机都塞进那个空间,而且还必须确保传感器具有所需的视野,同时要记住在折叠状态下所有手臂和腿都必须共享与其他所有空间相同。事实证明,SQUID的优化性非常好,重量仅为3.3千克,据机器人专家估计,具有类似功能的,不可折叠,未优化的传统无人机的重量约为0.3千克。 
优化后的SQUID还具有以下优势:
1、启动速度很快。 2、更加安全。3、它可以在移动时启动。4、它有时可以贯穿物体


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