转载：本文嚟自微信公众号“大数据文摘”（ID:BigDataDigest），作者：Caleb，转载经授权发布。
人啊，一旦进入长草期，乜嘢花样都可以玩出嚟。
就比如讲呢无人机吧，之前大家都仲主要用佢做做航拍啥嘅。
可而家，远程测温佢能做嘎啦，线上竞速佢都可以做嘎啦，甚至研究人员仲想用无人机嚟射箭玩儿。
这…鲁迅睇到都得直呼“惹不起”。
其实，研究人员都不真嘅只是用无人机嚟比赛射箭，而系想等无人机用咁样嘅方式将传感器送入一啲危险区域，供佢哋后续嘅调查。
据认识，呢个会射箭嘅无人机系统总重650克，一次充电装机最多可发射17次，最远能够在距目标4米处，以正负10厘米嘅精度将30克重嘅传感器送到目标点。
这项研究由帝国理工学院嘅研究人员完成，目前以论文嘅形式发表在IEEE上。
论文链接：
四旋翼无人机+传感器发射装置，80几次测试确认最佳发射位置
我哋仲是先嚟仔细睇睇呢个无人机到底有乜嘢特殊嘅地方。
如下图所示，呢个无人机使用四旋翼配置，最大飞行时间为16分钟，重量为650g。该系统仲有一个用嚟搭载传感器嘅空间，这需要在起飞前手工进行加载。
在后续实验度，研究人员使用24g传感器吊舱，吊舱包括用于弹簧压缩嘅元件、飞行稳定器同用于传感器嘅囊。用于发射传感器嘅能量则是通过线性弹簧以弹性能量进行存储。
从下图睇到，无人机内置两个偏置弹簧，一个能提供偏压力，一个主要用于创造不连续嘅响应机制。如果需要某种特定嘅发射行为，我哋可以通过修改两个弹簧嘅厚度、SMA驱动器导线嘅直径同A同β嘅值嚟实现。
具体到操作上，第一步我哋需要增加A值，以达到所需嘅驱动长度，然后从可用嘅最小执行器导线直径开始，增加零偏压弹簧嘅厚度，直到达到所需嘅初始拉伸为止，再选择次级偏置弹簧，使其欧拉负载高于零偏置负载。
其次，我哋需要确认SMA嘅最大应力没有达到迭代，然后减小β，直到Euler负载尽可能接近零偏置负载为止。
在实验过程度，研究人员对其进行80几次嘅反复测试，但系以发现，纵向嘅精度会随住距离嘅增加而降低，而横向嘅精度会受到发射时俯仰偏航同侧倾振荡嘅影响，但总嘅嚟讲，随住目标距离增加，下降趋势明显。
户外测试不确定因素骤增
随后，研究人员在户外进行实地测试。
佢哋仲发现并改进诸多问题，比如说在森林度，树叶会影响GPS信号，噉就需要用基于位置估计嘅车载传感器进行代替。
测试中使用嘅传感器依赖于Arduino nano 33 BLE Sense，该传感器通过低功耗蓝牙技术传输温度、大气压同亮度等数据。
在基于视觉嘅系统上，研究人员主要使用视觉惯性入面程计（VIO）嚟充当运动捕捉系统嘅直接替代品。不过，例如飞行时间传感器、立体视觉或深度传感器嘅机载定位系统仲是有第啲优势嘅，呢啲系统可以提供深度信息，知道目标深度后，就可以闭合回路以计算发射位置。
研究人员主要在户外进行三项测试。结果显示，传感器能够成功附住在2米同4米高嘅白桦树上，再硬一点嘅木质材料就没办法做到稳定固定。
实验室嘅传感器放置研究
这项研究由帝国理工大学嘅空中机器人实验室（Aerial Robotics Laboratory）主要执行完成，论文一作都是实验室嘅博士生André Farinha。
实验室首页：
文摘菌浏览一下实验室嘅官网，发现佢喺定位同传感器放置（Perching&Sensor Placement）呢一领域仲有不少研究成果。
比如呢个自主四旋翼无人机系统，配有绞车式磁体，能够在垂直表面上栖息并沿垂直表面滑动，以便在附近进行检查。
这都是首次实现束缚式四旋翼无人机，基于这项研究，该无人机就可以在基础设施元素附近垂直悬停同栖息，从而实现各种地面操纵同维修任务。
再比如呢个配备被动自适应栖息机构嘅自主四旋翼无人机系统。
呢个系统能使无人机稳定地附住在各种表面上，包括树枝同管道等。此外，研究人员仲开发一种混合动力运动控制器，以确保无人机达到所需姿态时可以调节缆线张力。
混合控制方法利用系统嘅机械柔韧性提高可靠性，稳定地连接到不规则嘅自然结构，并且增加绞盘，使无人机可以相对于分支稳定地定向在任何位置或方向上。
除上述研究外，实验室在自主控制同机器人、软体机器人等领域都颇有建树，感兴趣嘅朋友哋千其唔好错过嘎啦。
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2021-03-23 15:35:17
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