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搭乘飞机 自动化混合动力无人机通用控制器的复杂设计_安徽热线

2019-08-27 11:35:16来源:

混合无人机或无人机是无人驾驶飞机,结合了多直升机和固定翼飞机的优点。这些无人机可以像多旋翼一样垂直起降,但也具有传统飞机的强大空气动力学性能和节能能力。然而,随着混合动力无人机的不断发展,远程控制它们仍旧是一个挑战。

来自麻省理工学院运算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的一个团队设计了一种新方法,可以为任何混合无人机自动设计无模式,模型无关,AI驱动的控制器。该团队将于7月28日至8月1日在洛杉矶举行的SIGGRAPH 2019展会上展现他们的新型运算控制器设计。这个年度聚会展现了世界领先的专业人士,学者和创意人才,他们处于运算机图形学和互动技术的最前沿。

为了控制混合动力无人机,一个系统指示车辆的直升机模型转子悬停,另一个系统指示平面模型转子的速度和距离。实际上,由于车辆的飞行动力学的复杂性,控制混合动力UAV具有挑战性。通常,控制器是手动设计的,并且是一个耗时的过程。

在这项工作中,该团队解决了如何为不同的飞行模式(直升机模式,滑行模式,过渡等)自动设计单个控制器,以及如何概括任何无人机模型,形状或结构的控制器设计方法。

“为这种混合设计设计控制器需要高水平的专业晓识,并且需要大量劳动力,”麻省理工学院的徐洁和研究的合着者说。“通过我们的自动控制器设计方法,任何非专家都可以将新的无人机模型输入系统,等待几个小时来运算控制器,然后让他们自己的定制无人机在空中飞行。这个平台可以制造混合无人机远每个人都更容易接近。“

研究人员的方法包括基于神经网络的控制器设计,该设计由强化学习技术训练。在他们的新系统中,用户第一通过从提供的数据集中挑选和匹配部件来设计混合无人机的几何形状。然后将该设计用于逼真的模拟器中,以自动运算和测试无人机的飞行性能。然后应用强化学习算法自动学习无人机的控制器,以在高保真仿真中实现最佳性能。该团队在模拟和实际飞行测试中成功验证了他们的方法。

随着混合无人机的连续普及 - 例如在飞行工业和军事领域 - 越来越需要简化和自动化控制器设计。在这项工作中,研究人员旨在提供一种新颖的模型不可晓方法,以自动化设计具有完全不同配置的车辆的控制器。

在未来的工作中,该团队打算通过改进的几何设计(形状,转子/机翼的位置)来研究如何提高机动性,以便它可以帮助完善无人机的飞行性能。

“学习飞行:具有强化学习的混合无人机的运算控制器设计”论文由徐杰(麻省理工学院),陶杜(麻省理工学院),迈克尔福西(麻省理工学院),李北辰(麻省理工学院),博朱(达特茅斯)共同撰写。以前是麻省理工学院的学生,Adriana Schulz(华盛顿大学,前麻省理工学院)和Wojciech Matusik(麻省理工学院)。

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