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基本信息
- 項目名稱：
- 基于四旋翼飛行器的可拼接空中飛行機(jī)器人
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本設(shè)計的目的在于通過多個四旋翼飛行器的拼接組合來更高效的完成傳統(tǒng)無人機(jī)的任務(wù)，和實現(xiàn)一些新的傳統(tǒng)無人機(jī)無法完成的任務(wù)。比如在需要對某個較大面積的區(qū)域或是一棟建筑的內(nèi)部進(jìn)行探測時，本設(shè)計中的多個四旋翼飛行器會首先拼接成一個整體，目的是為了在從基地飛往任務(wù)區(qū)的較長距離的飛行中增加飛行穩(wěn)定性并提到飛行效率。
- 詳細(xì)介紹：
- 本設(shè)計的目的在于通過多個四旋翼飛行器的拼接組合來更高效的完成傳統(tǒng)無人機(jī)的任務(wù)，和實現(xiàn)一些新的傳統(tǒng)無人機(jī)無法完成的任務(wù)。比如在需要對某個較大面積的區(qū)域或是一棟建筑的內(nèi)部進(jìn)行探測時，本設(shè)計中的多個四旋翼飛行器會首先拼接成一個整體，目的是為了在從基地飛往任務(wù)區(qū)的較長距離的飛行中增加飛行穩(wěn)定性并提到飛行效率。當(dāng)?shù)竭_(dá)執(zhí)行任務(wù)的區(qū)域后再分離為單一個體分頭探測，目的是能更高效的對目標(biāo)區(qū)域完成探測，在最短時間內(nèi)完成任務(wù)。當(dāng)探測結(jié)束后多個四旋翼飛行器再次拼接成為一個整體并返航，整個任務(wù)完成。 以上是其在現(xiàn)實任務(wù)中的一種應(yīng)用。另外在實驗室內(nèi)可為人工智能及群體智能等理論提供很好的實踐平臺。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1.從項目整體來講，其設(shè)計顛覆了以往多無人機(jī)編隊飛行和群體智能控制領(lǐng)域的常規(guī)設(shè)計思路。以拼接組合這種方式大大增強(qiáng)了整體的穩(wěn)定性和可操控性，并針對這種模型提出了新的控制方法和理論。2.從機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計角度講，不但其單個機(jī)器人擁有較好的飛行性能，其多個自動拼接之后形成的新飛行器也具有很好的飛行性能。這種既兼顧單一飛行器的性能同時考慮整體飛行性能和自動拼接性能的設(shè)計在世界范圍內(nèi)都是獨(dú)一無二。3.控制理論方面，本項目中多個飛行機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)及路線規(guī)劃涉及到很多人工智能和群體智能方面的理論。這些理論都是自動化領(lǐng)域今后研究的重點，具有重大意義和廣闊前景。4.它同樣是一個優(yōu)秀的實驗平臺。為多機(jī)器人協(xié)同控制和人工智能控制理論提供實踐平臺。5.為無人機(jī)領(lǐng)域，多機(jī)器人協(xié)同控制領(lǐng)域提供了一種全新的思路和方案，使群體控制不再拘泥于多個單一個體的分布式控制。在本設(shè)計中這些個體通過自動的拼接組合形成了一個新的整體，通過這種方式可使本身較為脆弱的單一飛行器個體拼接后具備更強(qiáng)的適應(yīng)能力，以應(yīng)對更加復(fù)雜的環(huán)境。也就是1+1大于2理論。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1.飛行器體積小，所占空間小，適合多平臺、多空間的應(yīng)用。2.具有很強(qiáng)的機(jī)動性，能快速．靈活地在各個方向進(jìn)行機(jī)動，進(jìn)而大大縮小旋回半徑，節(jié)省時間，提高效率。3.結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，且能執(zhí)行各種特殊危險任務(wù)。因此我們選擇四旋翼飛行器作為空中機(jī)器人的載體?，F(xiàn)有的基于四旋翼飛行器的多機(jī)協(xié)同以及編隊飛行都是在實驗室內(nèi)完成的，并且必須依靠外部（不是安裝在四軸飛行器上的）攝像頭完成識別并由外部計算機(jī)對其進(jìn)行控制，因此實用性不強(qiáng)。本作品可在任意地點完成任務(wù)，包括對接等，無需外部傳感器協(xié)助。這就大大增強(qiáng)了其實用價值，可在很多場合中發(fā)揮作用。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2011年5月21日在黑龍江省哈爾濱南通大街145號啟航大廳進(jìn)行比賽，獲得一等獎。
作品所處階段
- 正在升級，接近尾聲。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 綜合多方的優(yōu)點，創(chuàng)建自己的模型。
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 1.可替代傳統(tǒng)的無人偵察機(jī)高效完成大面積的偵察任務(wù)； 2.可為人工智能及群體智能等理論提供實踐平臺； 3.軍事用途:可作為電子戰(zhàn)的優(yōu)秀的載體，發(fā)揮其可分離優(yōu)勢可增強(qiáng)電子干擾（ECM），電子反干擾（ECCM）,電子攻擊(EA)的攻擊效果； 4.可搭載成像設(shè)備用于戰(zhàn)場持久監(jiān)視，或搭載多種傳感器用于戰(zhàn)場態(tài)勢感知； 5.災(zāi)區(qū)及臨時通訊網(wǎng)路搭建。
同類課題研究水平概述
- 目前從世界范圍來看可以實現(xiàn)拼接飛行的飛行器仍比較罕見。賞沒有發(fā)現(xiàn)與本設(shè)計能實現(xiàn)完全相同功能的產(chǎn)品，與之相近的并具有借鑒意義的有: 瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的Distributed Flight Array （分布式飛行陣列項目）；MIT的multi-vehicle testbed to demonstrate and evaluate the coordination and control 項目； MIT的UAV SWARM Health Management Project；
