美陆军开发无人机自主降落在无人车上并进行充电的新技术

导语未来战场将依靠空中/地面自主无人装备在无需士兵干预的情况下执行任务。美陆军研究人员已经研发出一种独特的方法,可使旋翼无人机在无需GPS辅助的情况下降落到移动的无人车上,并在执行下一个任务之前完成充电。01、发展背景美陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室的研究人员指出,自主空中/地面无人装备能够在遥远而危险的环境中执行搜索与救援任务,但需要各种定位和通信基础设施。由于无人机的使用环境中GPS不可靠且容易受到干扰,因此无人机无法依靠GPS进行导航,需要开发机载视觉导航等其他导航技术。要在没有士兵干预的情况下执行任务,无人机所需的一项关键功能是能够自主降落在静止或移动的无人车上进行充电,然后起飞执行新任务。02、陆军解决方案美陆军研究实验室开发出一种简单的方法,最大限度地利用现代机器人工具,在无需借助外部导航定位系统的情况下,将旋翼无人机降落在移动的无人车上。研究人员使用低成本传感器和计算机进行所有机载计算,无人机和无人车之间没有通信。通过使用小型定制四旋翼无人机和“清道疣猪”无人车开展慢速着陆试验以及软件在环仿真,研究人员验证了其算法在执行无人机着陆操作方面的有效性。该项研究结合了GPS拒止技术以及在学术界和工业界都很少见的试验验证技术,并集成了多项前沿技术,如基于视觉惯性测距法的视觉定位技术,以及专门为此应用和机载行为与控制设计的独特的车顶标记。所有计算均是在具有很大计算限制的小型无人机上完成的。该项研究的独特之处在于,利用机载计算能力,在无GPS辅助的情况下在户外实地演示了无人机自主着陆于无人车上的操作。其中,无人车顶部使用了专门为无人机着陆任务而设计的自定义标记,该标记通过大标记中包含小标记,即使在机载相机非常接近时仍然可以被捕捉到。03、未来展望未来,该领域的研究工作将继续在以下两个方面展开:一是降低对车顶基准标记的依赖性,用可识别着陆车辆的人工智能来替代。二是提高无人机自主着陆的可靠性和速度,以便于满足适当的操控需求。自主着陆能力对于无人机在未来战场上充分发挥作用至关重要。下一代战车预计将配备无人机。目前,陆军研究实验室还有多个项目正在研究利用这项能力完成更复杂的任务。

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