مقاله اتصال مولتی روتورها در مجاورت نزدیک با استفاده از مدل‌های فروشار آموخته شده

چکیده

Unmodeled aerodynamic disturbances pose a key challenge for multirotor flight when multiple vehicles are in close proximity to each other. However, certain missions \textit{require} two multirotors to approach each other within 1-2 body-lengths of each other and hold formation — we consider one such practical instance: vertically docking two multirotors in the air. In this leader-follower setting, the follower experiences significant downwash interference from the leader in its final docking stages. To compensate for this, we employ a learnt downwash model online within an optimal feedback controller to accurately track a docking maneuver and then hold formation. Through real-world flights with different maneuvers, we demonstrate that this compensation is crucial for reducing the large vertical separation otherwise required by conventional/naive approaches. Our evaluations show a tracking error of less than 0.06m for the follower (a 3-4x reduction) when approaching vertically within two body-lengths of the leader. Finally, we deploy the complete system to effect a successful physical docking between two airborne multirotors in a single smooth planned trajectory.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

اختلالات آیرودینامیکی غیرمترقبه هنگامی که چندین وسیله نقلیه در مجاورت یکدیگر قرار دارند ، یک چالش اساسی برای پرواز MultiroTor ایجاد می کند.با این حال ، برخی از مأموریت های خاص \ textit {به دو multirotor} نیاز دارند تا در 1-2 به طول بدن از یکدیگر نزدیک شوند و شکل گیری خود را حفظ کنند-ما یک نمونه عملی را در نظر می گیریم: به صورت عمودی دو مولتیوتور را در هوا قرار می دهیم.در این تنظیمات رهبر ، پیروان در مراحل نهایی اتصال خود دخالت قابل توجهی از رهبر را تجربه می کنند.برای جبران این امر ، ما از یک مدل downash آموخته شده بصورت آنلاین در یک کنترلر بازخورد بهینه استفاده می کنیم تا یک مانور متصل را به طور دقیق ردیابی کنیم و سپس شکل گیری را حفظ کنیم.از طریق پروازهای دنیای واقعی با مانورهای مختلف ، ما نشان می دهیم که این جبران خسارت برای کاهش جدایی عمودی بزرگ که در غیر این صورت توسط رویکردهای معمولی/ساده لوح مورد نیاز است ، بسیار مهم است.ارزیابی های ما خطای ردیابی کمتر از 0.06 متر برای پیروان (کاهش 3-4x) هنگام نزدیک شدن به صورت عمودی در دو طول بدن رهبر را نشان می دهد.سرانجام ، ما سیستم کاملی را برای ایجاد یک اسکله فیزیکی موفق بین دو مولتیوتور موجود در هوا در یک مسیر برنامه ریزی شده صاف مستقر می کنیم.