RU188145U1 - Летающий робот с автоматическим переключением в режим посадки в исходную точку - Google Patents
Летающий робот с автоматическим переключением в режим посадки в исходную точку Download PDFInfo
- Publication number
- RU188145U1 RU188145U1 RU2017146223U RU2017146223U RU188145U1 RU 188145 U1 RU188145 U1 RU 188145U1 RU 2017146223 U RU2017146223 U RU 2017146223U RU 2017146223 U RU2017146223 U RU 2017146223U RU 188145 U1 RU188145 U1 RU 188145U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- starting point
- flying robot
- landing
- automatic switching
- copter
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Полезная модель "Летающий робот с автоматическим переключением в режим посадки в исходную точку" использует высокую точность возврата на исходную точку старта и дополнительной программы посадки робота на ориентированные известным образом двухцветные светодиодные светящиеся металлические полосы - зарядные электроды, чтобы по мере зарядки аккумуляторов возобновить полет по старому или новому программному алгоритму выполнения полетного задания.
Description
Полезная модель "Летающий робот с автоматическим переключением в режим посадки в исходную точку" относится к области техники зондирования земной и водной поверхности.
В недавно появившемся семействе новых БПЛА-мультикоптеров простота конструкции и сборки полностью компенсируются работой активного мощного микропроцессора, совместно с набором датчиков: 3D акселерометров и 3D гироскопов, позволяющих постоянно определять углы и их изменения (т.е. ориентации платформы мультикоптера, несущей указанные датчики в пространстве). Так реализуется многоканальная обратная связь, компенсирующая любые отклонения платформы от изначально заданного и зафиксированного в пространстве положения. Помимо указанных датчиков в современных коптерах используются также электронные 3D магниты, барометры, акустические датчики, лазерные дальномеры и видеокамеры, обнаруживающие препятствия на пути коптера (летающего робота). В результате, основное достоинство мультикоптерной платформы это автоматическое перемещение (или зависание) в точке, определяемой в геофизических координатах (широты, долготы и высоты над уровнем моря), задаваемое связью со спутниковыми сетями (GPS-GLONASS). Платформа коптера в автоматическом и заранее запрограммированном режиме осуществляет взлет, движение в заданном геофизическом направлении с задаваемой программно скоростью и совершает посадку в заданной точке. Для зондирования земной и водной поверхности очень важно, чтобы коптер возвращался в исходную точку (т.е. точку, совпадающую с точкой взлета). В отличие от большинства летательных аппаратов действующие силы и вращательные моменты коптеров создаются силовыми группами - бесколлекторный мотор - пропеллер, причем, пропеллер простой (самолетный) без сложных приспособлений изменения угла наклона лопастей, как это делается в вертолетах, и вся совокупность описанных выше уникальных свойств базируется на прецизионном управлении каждым силовым агрегатом программой копьютера с использованием обратной связи по угловым координатам и спутниковой навигации в геофизическом пространстве. В каждом мультикоптере реализован набор стандартных силовых частей в виде выноса (луча) с регулятором тока, мотором и пропеллером. Отсюда и название: четыре луча - квадрокоптер, шесть - гексакоптер и т.д. Глубокий охват ориентации платформы коптера в пространстве системой обратных связей предоставляет уникальные способности этого летающего робота. Основные преимущества его следующие:
1. способность "зависания" в заданной программно геофизическими координатами точке пространства на неопределенный срок (длительность работы электрический аккумуляторов)
2. способность двигаться с программно заданной скоростью и курсом между точками зависания,
3. способность автоматической посадки (в том числе в исходную точку траектории полета).
4. все три вышеперечисленные способности выполняются полностью автоматически, в присутствие ветра, тумана, осадков днем и ночью.
Таким образом, появляется возможность полностью автономных полетов по сложным с несколькими точками зависания и посадки маршрутам по заданной программе. Разумеется, в любой момент возможен переход на ручное управление, для большинства коптеров это просто включение ручного пульта управления и прием соответствующего сигнала. Наиболее слабым параметром остается батарейное питание, так что продолжительность полета большинства коптеров не превышает, как правило, 30-ти минут, в редких "рекордных" - случаях одного часа. Таким образом, в полном цикле батареи коптера, включая сам полет и зарядку (которая обычно в три-четыре раза дольше длительности полета + время остывания аккумуляторов после очередного полета) время пребывания на земле в 3-5 раз больше, чем в воздухе. При попытках профессионального использования коптера (например, отслеживания чрезвычайных ситуаций или возникновения очагов лесных пожаров), полезное время сокращается еще больше, поскольку на коптер устанавливается дополнительная аппаратура. В связи с вышеизложенным предлагается использовать одно из замечательных свойств коптера садится в исходную точку полета, назовем ее Базой. В центре Базы необходимо разместить двуцветную светодиодную светящуюся полосу, расположенную с севера на юг (подобно стрелке магнита), а по бокам от светящейся полосы расположить плоские проводящие электроды. Клеммы зарядки необходимо вывести на шасси коптера (ток заряда существенно меньше полетного, поэтому зарядные провода можно выбрать меньшего диаметра так, что на вес коптера проводка от батарей к шасси скажется несущественно). Поскольку коптеры имеют компас и снабжены хотя бы одной видеокамерой, светящаяся полоса при движении сверху вниз с расстояния несколько метров достаточно отчетливо будет "видна" "микропроцессору". Поэтому, при точности возврата на исходную точку порядка одного метра при посадке (если заложена соответствующая программа) процессор легко обеспечит ее положение ровно между полосами - зарядными электродами шасси коптера. При весе коптера более двух килограмм прижим каждого электрода к плоской поверхности зарядного устройства должен быть достаточным для обеспечения хорошего контакта, в противном случае, можно использовать простейшие прижимы типа валиков (двигающихся от периферии к светящейся полосе) фиксирующие коптер после посадки и осуществляющие дополнительный прижим. После посадки и охлаждения батарей коптер немедленно начинает заряжаться от металлических посадочных полос, и после зарядки может взлетать вновь, осуществляя непрерывный рабочий цикл. В зависимости от требований приложения для действительной непрерывности отслеживания возгораний может использоваться два и более мультикоптеров, каждый со своей посадочной - стартовой площадкой, например таким образом, чтобы в воздухе постоянно находился один или несколько коптеров. В качестве прототипа данной полезной заявки можно взять один из самых совершенных на сегодняшний день квадрокоптеров известной фирмы (Dji ckymec) Phantom 3 - выпуск 2015 года [1] (здесь при выборе аналога мы специально не приводим сведения о коптерах оборонного применения, тем не менее, изделие соответствует требованиям федеральной комиссии связи ФКС в части 15: " Эксплуатация изделия возможна при выполнении двух условий:
1) изделие не создает помех
2) изделие должно принимать любые помехи, в том числе иметь возможность отрабатывать такие помехи, которые могут вызвать нежелательный режим работы"
Phantom 3, кроме GPS-GLONASS имеет дополнительную систему визуального позиционирования, состоящую из двух ультразвуковых парктроников и дополнительной черно-белой видеокамеры, что позволяет платформе коптера передвигаться с высокой точностью даже в отсутствие GPS сигнала, например в закрытых помещениях. Отметим, что при весе батарей 1280 г максимальное время полета составляет 20 минут, что не так уж мало для любительской аэрофотосъемки, но практически неприемлемо для промышленных приложений, подобных указанному выше. Потолок работы коптера равен 6000 м, т.е. вполне достаточен для реализации многочисленных практических приложений. Близкие данные получаются и у отечественных разработок, выполняемых в этом направлении, в частности квадрокоптер фирмы "RusAeroLab" взлетел выше 5 км вверх [2, 3]. Причем коптер сам в автоматическом режиме поднялся выше 5 км и опустился в режиме P-GPS, приземлившись в 70 см от исходной точки взлета [2, 3].
В качестве аналога полезной модели, фактически может подойти любой робот, который находит клеммы подзарядки батарей в ситуации, когда заряд батарей подходит к нулю. Пока такие летающие роботы авторам не известны, но самый простой пример из "наземных" роботов это, например, бытовой робот пылесос i-Robot, который сам в автоматическом режиме находит зарядные клеммы по мере разрядки аккумуляторов, присоединяется к ним, производит зарядку и в запрограммированное ранее время приступает к уборке помещения. В общем случае все аналогично, только для летающего робота, уходящего от места зарядки на километры, все гораздо сложней и решать эту задачу приходиться с помощью спутниковых систем навигации, компаса и точных систем поддержки ориентации платформы коптера в пространстве посредством набора датчиков и обратных связей.
Литература
1. Компания ООО "ЮВС АВИА" http://uvsavia.ru/
2. ООО "АэроЛаборатория" (ООО "РусАэроЛаб"), Инновационные беспилотные мультироторные вертолеты и воздушная фото и видео съемка, http://www.rusaerolab.ru/about.html
3. Группа компаний ZALA AERO GROUP - полный цикл от разработки до производства, http://zala.aero/
Claims (1)
- Летающий робот с автоматическим переключением в режим посадки в исходную точку, содержащий компас, видеокамеру, микропроцессор, шасси, аккумулятор, отличающийся тем, что клеммы зарядки аккумулятора выведены на шасси летающего робота, при этом летающий робот выполнен с возможностью регистрации видеокамерой положения двухцветной светодиодной светящейся полосы для обеспечения необходимой ориентации шасси при посадке.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017146223U RU188145U1 (ru) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Летающий робот с автоматическим переключением в режим посадки в исходную точку |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017146223U RU188145U1 (ru) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Летающий робот с автоматическим переключением в режим посадки в исходную точку |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU188145U1 true RU188145U1 (ru) | 2019-04-01 |
Family
ID=66087888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017146223U RU188145U1 (ru) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Летающий робот с автоматическим переключением в режим посадки в исходную точку |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU188145U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110530399A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-03 | 苏州寻迹智行机器人技术有限公司 | 双轮差速移动机器人里程计标定的轮间距修正方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160196756A1 (en) * | 2014-08-05 | 2016-07-07 | Qualcomm Incorporated | Piggybacking Unmanned Aerial Vehicle |
US20160200438A1 (en) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | Workhorse Group Inc. | Package delivery by means of an automated multi-copter uas/uav dispatched from a conventional delivery vehicle |
US9505493B2 (en) * | 2014-03-21 | 2016-11-29 | Brandon Borko | System for automatic takeoff and landing by interception of small UAVs |
US20170158353A1 (en) * | 2015-08-07 | 2017-06-08 | Mark Schmick | Remote Aerodrome for UAVs |
-
2017
- 2017-12-27 RU RU2017146223U patent/RU188145U1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9505493B2 (en) * | 2014-03-21 | 2016-11-29 | Brandon Borko | System for automatic takeoff and landing by interception of small UAVs |
US20160196756A1 (en) * | 2014-08-05 | 2016-07-07 | Qualcomm Incorporated | Piggybacking Unmanned Aerial Vehicle |
US20160200438A1 (en) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | Workhorse Group Inc. | Package delivery by means of an automated multi-copter uas/uav dispatched from a conventional delivery vehicle |
US20170158353A1 (en) * | 2015-08-07 | 2017-06-08 | Mark Schmick | Remote Aerodrome for UAVs |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110530399A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-03 | 苏州寻迹智行机器人技术有限公司 | 双轮差速移动机器人里程计标定的轮间距修正方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11914369B2 (en) | Multi-sensor environmental mapping | |
US8880241B2 (en) | Vertical takeoff and landing (VTOL) small unmanned aerial system for monitoring oil and gas pipelines | |
CN109885083A (zh) | 基于激光雷达的输电线路精细化巡检飞行平台及巡检方法 | |
CN107272740B (zh) | 一种新型四旋翼无人机控制*** | |
CN101592955A (zh) | 一种全自动无人飞行器控制*** | |
CN105120136A (zh) | 基于无人飞行器的拍摄装置及其拍摄处理方法 | |
CN205017413U (zh) | 基于无人飞行器的拍摄装置 | |
US11721222B2 (en) | Ruggedized autonomous helicopter platform | |
US20240176367A1 (en) | Uav dispatching method, server, dock apparatus, system, and storage medium | |
Nagatani et al. | Volcanic ash observation in active volcano areas using teleoperated mobile robots-Introduction to our robotic-volcano-observation project and field experiments | |
CN110720198A (zh) | 用于电子围栏的***和方法 | |
JP2019050007A (ja) | 移動体の位置を判断する方法および装置、ならびにコンピュータ可読媒体 | |
EP3300842B1 (en) | System and method for coordinating terrestrial mobile automated devices | |
CN204832413U (zh) | 一种输电线路故障排查装置及*** | |
CN107942348B (zh) | 一种基于无人机与机器人技术的道路执法*** | |
CN104002978A (zh) | 一种小型探照旋翼飞行器 | |
RU188145U1 (ru) | Летающий робот с автоматическим переключением в режим посадки в исходную точку | |
CN113063401A (zh) | 一种无人机航测*** | |
CN107161345B (zh) | 一种潜伏鸟巢式全自动无人机*** | |
CN215813349U (zh) | 一种无人机编队目标实时跟踪与建模的*** | |
CN214174919U (zh) | 一种用于燃爆灾害预警及处理的旋翼无人机集群*** | |
Moiz et al. | QuadSWARM: A real-time autonomous surveillance system using multi-quadcopter UAVs | |
Singh et al. | Development of an Autonomous UAS for on Air Surveillance and Object Detection: A Real Execution | |
CN113433963A (zh) | 一种针对磁悬浮轨道巡检的无人机多平台***及方法 | |
Mandal et al. | Low-cost bluetooth-arduino hover control design of a quad copter |