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 одновременно. 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 параметры: 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: это 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 того, в какой момент произойдёт столкновение с маятником и переключение от программы ловли к программе балансирования.
- Быстрый генератор траекторий для расчёта траектории летящего маятника и предварительного приближения к точке.
- Алгоритм самообучения для исправления систематических ошибок, основанных на параметрах математической модели.
via Robohub
