来自瑞士和荷兰的工程师已经开发出一种新的算法四轴飞行器，使他们能够留在空气中关闭一个螺旋桨后。 与之前开发的类似算法不同，新算法允许无人机可控移动，而不仅仅是悬停到位，而且仅适用于无人机自己的传感器，而不需要外部跟踪系统或GPS。 纸 已发布 在日记中 IEEE机器人和自动化信件，和它的预印本 可用 在苏黎世大学的网站上。
Multicopters留在空中，并通过改变单个螺旋桨的推力控制他们的飞行。 该方案已被证明是简单可靠的，这在很大程度上解释了近年来民用四轴飞行器的急剧普及。 然而，与飞机方案不同，它更容易发生故障：如果飞机型无人机可以在螺旋桨停止后计划甚至安全着陆，如果发动机出现故障或螺旋桨发生故障，串行四轴飞行器将立即失去稳定性并下降。
研究人员开发用于控制多轴飞行器的算法已经在实践中表明，它可以保持四轴飞行器与飞行中的螺旋桨破碎。 例如，在2018中，我们 谈过 关于一组工程师的算法（其中一个新的工作的作者），它允许四轴飞行器在发动机故障后挂在原地，即使在风中以高达每秒9米的速度。 如果发动机由于剩余螺旋桨的扭矩不一致而失败，则无人机开始快速旋转。 这显着复杂的稳定，由于惯性传感器的读数的强烈变化，这是由于大的离心加速度，以及在相机框架上强烈的模糊，如果使用视觉惯性测距法或确定空间 在以前的作品中，工程师已经解决了这个问题与外部跟踪系统的帮助下，它不允许在实践中应用这种方法，或从卫星导航系统，这使得它很难在室内使
由苏黎世大学Sihao Sun和代尔夫特理工大学Coen de Visser领导的一个工程师团队开发了一种新的方法，用于在关闭发动机的情况下稳定四轴飞行器，专门使用飞机的内部传感器。
该算法使用来自三种类型传感器的数据：带有加速度计和陀螺仪的惯性单元，飞行时间测距仪和视觉传感器。 作为视觉传感器，工程师使用了两个具有不同操作原理的设备。 其中一个是普通相机，第二个是事件相机。 这种类型的相机不会一次拍摄整个帧，而是以不同的方式工作：其中，矩阵的每个像素只有在感知的亮度变化阈值时才"工作"—即发生"事件"。 由于这种操作原理，事件摄像机更好地跟踪快速运动，这已经不是无人机开发人员第一次使用它。
开发人员修改了飞行控制器，如果其中一个螺旋桨发生故障，则在计算时停止考虑，并基于三个工作螺旋桨进行计算。 该算法的主要创新是无人机位置的视觉跟踪系统。 要做到这一点，它使用指向向下的测距仪和视觉传感器。 该算法计算来自传感器的帧上的视觉标志，如果连续三次检测到该标志，则将其作为常数并在将来跟踪其位置。 使用这些特征，该算法跟踪其下的地球的位置，从而可以计算其旋转和当前位置的参数。
使用常规（左）和事件（右）相机时，以及照明500勒克斯（顶部）和50勒克斯（底部）时，框架上的视觉标志)
图片来源：孙思豪等。 /IEEE机器人与自动化快报，2021
工程师已经表明，无人机不仅能够保持其在空气中的位置，而且还能够在给定的方向移动。 与此同时，事实证明，视觉传感器的有效性取决于照明。 在明亮的环境中，这两种类型的视觉传感器都可以应付他们的任务，也就是说，它们允许无人机不坠落并遵循给定的轨迹。 当照明降低到100勒克斯时，带有视觉传感器的无人机会下降，不再可靠地跟踪周围空间，而当使用事件相机时，无人机会保持高达10勒克斯的飞行状态。
使用传统相机时，飞行在一个正方形的轨迹。 红线显示指定的轨迹，蓝线显示无人机的实际动作，绿线显示无人机本身使用传感器计算的飞行路径
图片来源：孙思豪等。 /IEEE机器人与自动化快报，2021
使用事件摄像机时，以方形轨迹飞行。 红线显示指定的轨迹，蓝线显示无人机的实际动作，绿线显示无人机本身使用传感器计算的飞行路径
图片来源：孙思豪等。 /IEEE机器人与自动化快报，2021
在2019年，来自瑞士的工程师 教 无人机通过使用事件摄像机快速响应飞入其中的物体。 实验表明，与传统相机相比，使用事件相机可降低设备的响应延迟。
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