알고리즘으로 Quadrotor Drone 성능 향상

항공기가 위로 너무 많이 방향을 바꾸면 양력 감소와 항력 증가로 인해 차량이 갑자기 추락할 수 있습니다. 실속으로 알려진 이 현상으로 인해 많은 드론 제조업체는 차량의 자율 비행 동작을 계획할 때 극도의 주의를 기울이는 실수를 하게 되었습니다. 수직 이착륙(VTOL) 테일 시터 드론의 경우 대부분의 제조업체는 기체가 호버링에서 전진 비행으로 또는 그 반대로 전환될 때마다 차체가 매우 천천히 회전하도록 항공기를 프로그래밍합니다.

연구원들은 VTOL 테일 시터 드론이 이 중요한 전환을 수행하는 데 걸리는 시간을 크게 단축하는 궤적 플래너를 만들었습니다. 궤적 플래너는 새로운 디자인 기능을 테스트하고 기본적인 공기 역학을 연구하는 데 사용되는 쿼드로터 복엽 비행기 테일 시터를 위해 설계되었습니다.

VTOL 테일 시터는 일반적으로 호버링과 전방 비행 사이를 전환할 때마다 휴리스틱 기반 접근 방식에 의존합니다. 여기서 그들은 매우 느리지만 매우 안전한 미리 결정된 일련의 동작을 따릅니다. 대조적으로, 궤적 계획자는 각 상황에 맞는 이러한 전환에 대한 최적의 비행 이동 순서를 찾을 수 있습니다. 연구원들은 차량 로터의 후류와 날개의 공기 역학 사이의 독특한 상호 작용을 모델링했을 때 보다 민첩한 기동의 가능성을 발견했습니다.

차량이 공중에 떠 있으면 날개가 위쪽을 가리키고 로터가 그 위에서 끊임없이 회전합니다. 그것을 앞으로 움직이기 시작하려면 날개를 공중에 효과적으로 평평하게 끌 것입니다. 실제로는 공기가 날개로 날아가기 때문에 실제로는 별로 끌리지 않습니다. 로터에서 이러한 추가 다운워시 결과로 VTOL 테일 시터는 예상했던 것보다 호버링과 전진 비행 사이의 더 공격적인 전환을 처리할 수 있습니다.

시뮬레이션을 통해 연구원들은 바람 후류 간섭에 대한 로터를 궤적 플래너에 통합함으로써 드론이 기존 접근 방식에 비해 절반의 시간 내에 호버 및 착륙으로 전환할 수 있음을 발견했습니다. 팀은 궤적 플래너를 통해 드론이 빽빽하거나 도시 지역을 탐색할 때 호버링과 전진 비행 사이를 지능적으로 전환할 수 있을 것으로 믿고 있습니다.

궤적 플래너에 보다 정교한 비행 모델을 통합하면 드론이 움직일 때 복잡한 공기역학적 환경을 더 잘 이해할 수 있습니다. 예를 들어, 도중에 건물이 있는 경우 건물 위를 날아다니거나 건물 주위를 날아다니는 것이 더 합리적이겠습니까?

궤적 플래너가 더 많은 시뮬레이션 시도를 거치면 연구원들은 비행 테스트를 시작하기 전에 높은 수준의 견고성을 보장하기 위해 소프트웨어를 하드웨어 모델에 연결할 계획입니다. 호버링과 전진 비행 간의 더 빠르고 효율적인 전환은 결국 육군이 정보, 감시, 정찰 임무와 공중 재보급 작전을 위한 새로운 차량을 개발하는 데 도움이 될 것입니다.