Швейцарские инженеры научили квадрокоптер выполнять круговой оборот, удерживая при этом над собой незакрепленный шест. Демонстрационное видео доступно на YouTube.

Решение проблемы балансирования с шестом — частный случай проблемы обратного маятника. Обратный маятник отличается от классического тем, что его центр масс находится выше, а не ниже точки опоры. Из-за этого он нестабилен, и для его удержания в вертикальном положении опору необходимо постоянно двигать и подстраивать под положение маятника. Задачи, которые можно свести к проблеме обратного маятника, решаются во многих устройствах, например, в движении ракет, центр масс которых находится выше двигателя, или гироскутерах и подобных устройствах, которые управляются наклоном в ту или иную сторону.

Julien Kohler / YouTube

Инженеры под руководством Рафаэлло Д’Андрэа (Raffaello D’Andrea) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха, которые не первый год создают алгоритмы управления дронами, научили квадрокоптер не просто удерживать незакрепленный шест на месте или компенсировать небольшие толчки, но и совершать полный оборот, не роняя шест. Исследователи собираются опубликовать статью с подробным описанием алгоритма, а пока лишь отмечают, что он основан на применении линейно-квадратичного регулятора и расширенного фильтра Калмана. Исследователи опубликовали видео с коротким описанием и демонстрацией удачных и неудачных попыток дрона удержать шест во время кругового вращения:

В 2013 году эта группа исследователей научила систему из двух дронов удерживать шест и перекидывать его между собой:

Испытания квадрокоптера проходили на Арене для летающих машин — специальном помещении размером 10 на 10 на 10 метров, предназначенным для испытания летательных аппаратов, разрабатываемых инженерами высшей школы. Оно оборудовано высокочастотной системой позиционирования, которая может отслеживать положение аппарата с частотой до 200 раз в секунду. Ранее инженеры испытывали на этой арене и другие необычные беспилотники, например, дроны, налаживающие веревочную переправу, выдерживающую вес человека, асимметричный дрон с одним пропеллером, мультикоптер с роторами, направленными в разные стороны и дрон-кольцо.

Григорий Копиев