사례 연구
정확도는 밀리미터 이하입니다! UAV 포메이션 포지셔닝 기술의 해석
베이징 과학 기술 대학 기계 공학부
4m * 4m * 3m
모션 캡처, UAV 형성, 쿼드로터, ROS, 실내 포지셔닝
드론 떼
8 Mars 2H 모션 캡처 카메라

UAV 기술의 급속한 부상은 현대 제어 이론의 발전과 항법 기술, 신소재, 기계 및 전자 제품의 지속적인 발전으로부터 이익을 얻는다. 단일 UAV의 비행 능력과 부하의 한계로 인해 많은 대학 및 연구 기관에서 UAV 클러스터 제어 및 형성 비행에 대한 연구를 시작했으며 이는 UAV 임무의 복잡성과 적시성을 크게 향상시키고 많은 분야(수색 및 구조, 환경 탐지 및 대규모 모니터링과 같은 분야)에서 매우 중요한 실용적인 의미를 갖는다.

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일반 포메이션 아키텍처에서는 항상 UAV의 포즈 정보를 얻을 필요가 있다. 그러나 실외 환경에서의 포지셔닝과 달리 실내 환경에서는 GPS 내비게이션을 사용할 수 없다. 이 문제를 해결하기 위해 베이징 과학 기술 대학의 지능형 로봇 연구소는 NOKOV 광학 3D 모션 캡처 시스템을 채택하여 실내 위치 확인을 실현했다.

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연구실에서는 다중로터 UAV의 동적 모델과 다중 에이전트 협력 제어 이론을 요약 및 분석한 결과, UAV 플랫폼을 기반으로 하는 두 가지 대형 제어 프로토콜을 제안하고 제어 프로토콜에 대한 이론적 분석 및 시뮬레이션 설계를 수행했다. 시뮬레이션 결과에 따라 비행 매개변수를 조정하고 동적 모델을 수정하여 물리적 시스템의 편대 비행 실험을 설계한다.

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모션캡쳐 시스템에서 획득한 강체의 6자유도 정보는 VRPN을 통해 Ubuntu 기반의 로봇 운영체제 ROS로 전송된다. ROS로 전송된 데이터를 읽은 후 지상관제국 소프트웨어는 모션 매개변수를 계산하고 대형 제어 수량을 해결하며 웨이포인트 위치를 추정하고 웨이포인트 명령을 발행할 수 있다. 웨이포인트 명령을 받은 후 UAV는 다음 방향으로 이동하고 포즈 정보를 캡처하여 지상 관제센터로 다시 전송하여 UAV 실에서 대형 제어를 순환하고 실현한다.

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베이징 과학 기술 대학 외에도 청화 대학 및 베이징 항공 우주 대학과 같은 많은 대학 및 연구 기관에서 NOKOV 광학 3D 모션 캡처 시스템을 사용하여 UAV 형성에서 실내 위치를 실현하고 밀리미터 이하의 정밀 공간 위치 정보를 얻는다.

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