Khám Phá Tác Động Của Các Tác Nhân Gây Mù Đến Việc Xác Định Khu Vực Hạ Cánh An Toàn

Journal of Intelligent and Robotic Systems - Tập 57 - Trang 281-295 - 2009
Keith W. Sevcik1, Noah Kuntz1, Paul Y. Oh1
1Department of Mechanical Engineering and Mechanics, Drexel University, Philadelphia, USA

Tóm tắt

Các máy bay trực thăng có người thường được sử dụng trong những môi trường khắc nghiệt và địa hình khó khăn mà các loại máy bay khác không thể tiếp cận. Ngược lại, các máy bay trực thăng không người lái thường hoạt động trong các điều kiện kiểm soát, thường ở những độ cao an toàn. Các nhiệm vụ như giao hàng, di tản y tế và chữa cháy không thể thực hiện được do những điều kiện môi trường bất lợi không thể đoán trước. Để cho phép UAV thực hiện những nhiệm vụ này, cần phải hiểu rõ tác động của các tác nhân gây mù đến các cảm biến và thuật toán của UAV. Bài báo này khám phá việc sử dụng thiết bị đo khoảng cách bằng laser để xác định khu vực hạ cánh trong các môi trường không xác định và phi cấu trúc. Khả năng phát hiện khu vực hạ cánh trong những môi trường bị che mờ bởi khói được nghiên cứu. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng phương pháp thiết kế thử nghiệm và đánh giá trong một môi trường kiểm soát, sau đó xác minh và chứng thực tại hiện trường. Phương pháp này thiết lập một hiểu biết rõ ràng về hiệu suất của cảm biến, từ đó loại bỏ những mơ hồ trong các thử nghiệm tại hiện trường.

Từ khóa

#máy bay trực thăng không người lái #khu vực hạ cánh #cảm biến quang học #điều kiện môi trường bất lợi #phương pháp thiết kế thử nghiệm

Tài liệu tham khảo

Dimmeler, A., Clement, D., Biichtemann, W.: Effects of obscurants on the performance of laser range finders. Technical Report 6, FGAN–FfO, Tubingen, Germany (1998) Brinkworth, B.: Calculation of attenuation and back-scattering in cloud and fog. Atmos. Environ. 5(8), 605–611 (1971) Arshinov, Y.F., Donchenko, V.A., Zuev, V.E., Kostin1, V.V., Samokhvalov, I.V.: Experimental investigation of attenuation and backscatter of laser radiation at lambda=2.36 mu and lambda=0.63 mu by artificial fogs and smokes. Russ. Phys. J. 16(6), 789–793 (1973) Thrun, S., Diel, M., Hahnel, D.: Scan alignment and 3-d surface modeling with a helicopter platform. In: The 4th Int. Conf. on Field and Service Robotics, pp. 14–16 (2003) Scherer, S., Singh, S., Chamberlain, L., Saripalli, S.: Flying fast and low among obstacles. In: International Conference on Robotics and Automation (ICRA), pp. 2023–2029 (2007) Saripalli, S., Montgomery, J., Sukhatme, G.: Vision-based autonomous landing of an unmanned aerial vehicle. In: Int. Conf. on Robotics and Automation (ICRA), pp. 2799–2804 (2002) Saripalli, S., Sukhatme, G.: Landing on a moving target using an autonomous helicopter. In: Int. Conf. on Field and Service Robotics (2003) Johnson, A., Montgomery, J., Matthies, L.: Vision guided landing of an autonomous helicopter in hazardous terrain. In: Int. Conf. on Robotics and Automation, pp. 3966–3971 (2005) Meingast, M., Geyer, C., Sastry, S.: Vision based terrain recovery for landing unmanned aerial vehicles. In: IEEE Conf. on Decision and Control (CDC), pp. 1670–1675 (2004) Johnson, A., Klumpp, A., Collier, J., Wolf, A.: LIDAR-based hazard avoidance for safe landing on Mars. AIAA J. Guid. Control Dyn. 25(6), 1091–1099 (2002) Narli, V., Oh, P.: A hardware-in-the-loop test rig for designing near-earth aerial robotics. In: International Conference on Robotics and Automation (ICRA), pp. 2509–2514 (2006) Sevcik, K.W., Oh, P.Y.: Designing aerial robot sensor suites to account for obscurants. In: International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), pp. 1582–1587 (2007) Thrun, S., Montemerlo, M., Dahlkamp, H., Stavens, D., Aron, A., Diebel, J., Fong, P., Gale, J., Halpenny, M., Hoffmann, G., Lau, K., Oakley, C., Palatucci, M., Pratt, V., Stang, P., Strohband, S., Dupont, C., Jendrossek, L.-E., Koelen, C., Markey, C., Rummel, C., van Niekerk, J., Jensen, E., Alessandrini, P., Bradski, G., Davies, B., Ettinger, S., Kaehler, A., Nefian, A., Mahoney, P.: Stanley, the robot that won the darpa grand challenge. Journal of Field Robotics 23(9), 661–692 (2006) Urmson, C., Ragusa, C., Ray, D., Anhalt, J., Bartz, D., Galatali, T., Gutierrez, A., Johnston, J., Harbaugh, S., Kato, H., Messner, W., Miller, N., Peterson, K., Smith, B., Snider, J., Spiker, S., Ziglar, J., Whittaker, W., Clark, M., Koon, P., Mosher, A., Struble, J.: A robust approach to high-speed navigation for unrehearsed desert terrain. Journal of Field Robotics 23(8), 467–508 (2006) Research, development, test and evaluation of materiel for extreme climatic conditions. Army Regulation, pp. 70–38 (1979)