Создай дрон своими руками (+видео)

Новая система разработки от исследователей из лаборатории CSAIL Массачусетского технологического института впервые позволит пользователям самостоятельно проектировать, моделировать и создавать собственные дроны.

Можно будет изменить размер, форму и конструкцию своего беспилотника с учетом конкретных потребностей по грузоподъемности, стоимости, времени полета, емкости батареи и других факторов.

Исследователи создали ряд необычных беспилотников, в том числе пяти-винтовой вертолет и двух-винтовой аппарат с пропеллерами разного размера и с размещенными на разной высоте подъемными винтами.

Интерфейс программного обеспечения позволяет проектировать беспилотники с разными пропеллерами, подъемными винтами и соединительными штангами. При этом также гарантируется, что создаваемый дрон сможет взлететь, висеть в воздухе и приземляться, что является непростой задачей, учитывая сложные технические компромиссы между весом, формой и системой управления дрона.

Например, добавление дополнительных подъемных винтов обычно позволяет увеличить грузоподъемность, но при этом необходимо учитывать баланс беспилотника, чтобы убедиться, что он не опрокинется. Имеющие неправильную форму дроны очень трудно стабилизировать, поэтому они требуют создания очень сложной системы управления.

Продаваемые сегодня дроны не отличаются разнообразием конструкций и, как правило, имеют четное количество подъемных винтов. Но есть много иных конструктивных вариантов. Например, имеющие нечетное число винтов дроны способны обеспечить более четкое представление картинки для бортовой камеры или позволят беспилотнику переносить предметы с необычными формами. Однако проектирование нетрадиционных конструкций дронов часто требует разносторонних знаний, в том числе по системам управления и электронике, процессу изготовления.

Разработка мультикоптеров включает процесс испытаний и доработок, настройки баланса между всеми пропеллерами и винтами. Это достаточно сложно сделать простому любителю, особенно без соответствующего образования.

Значительно упростить весь этот процесс призвана новая система проектирования CSAIL. Пользователи могут создавать дроны, выбирая из базы данных детали и определяя свои требования относительно грузоподъемности, стоимости и длительности работы батареи. Система вычисляет размеры и положение конструктивных элементов с учетом таких показателей, как крутящий момент и тяга, чтобы определить, будет ли эта конструкция летать. Контроллер LQR принимает информацию о характеристиках беспилотника и окружающем пространстве для оптимизации полета.

Одна из основных задач проекта обусловлена тем, что форма и структура дрона (его геометрия) обычно сильно зависит от того, насколько полно он был запрограммирован для перемещения (система контроля). Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи использовали т. н. «метод переменных направлений» - это означает, что они сократили число переменных, задавая некоторые из них и оптимизируя остальные. Это позволило команде разделить переменные геометрии и контролировать их таким образом, чтобы оптимизировать характеристики дрона.

Это первая система, в которой пользователи могут в интерактивном режиме разработать собственный вариант беспилотника, включая конструкцию и систему управления.