Flow Shadowing: A Method to Detect Multiple Flow Headings using an Array of Densely Packed Whisker-inspired Sensors

要約

ドローンの周囲の気流を理解することは、飛行の安定性を維持しながら高度な操縦を実行するために重要です。
最近の研究では、2D および 3D 流量センサーを使用して、風やドローンの相対運動などの単一の発生源からの流れを測定することで、この流れを理解することに取り組んでいます。
私たちの現在の研究は、異なる方向から同時に適用される 2 つの流れ源を区別する戦略を導入することにより、流れの検出を進歩させています。
フローセンサー (またはウィスカー) のアレイを高密度に詰め込むことで、アレイ内を移動する空気流の経路を変更します。
上流のウィスカーによって影にされる (または遮られる) 下流のウィスカーが受ける入射流が少なくなるという事実を利用するため、この手法を「フロー シャドウイング」と名付けました。
この関係は、オクルージョンのパーセントに基づいて 2 つのヒゲについて予測可能であることを示します。
次に、異なる方位からの複数の流れ源が配列に適用されると、ウィスカーの 2×2 空間配列が非対称に応答することを示します。
この非対称性は方向に依存するため、風やドローンの相対運動など、2 つの異なるソースからの流れの向きを予測できます。

要約(オリジナル)

Understanding airflow around a drone is critical for performing advanced maneuvers while maintaining flight stability. Recent research has worked to understand this flow by employing 2D and 3D flow sensors to measure flow from a single source like wind or the drone’s relative motion. Our current work advances flow detection by introducing a strategy to distinguish between two flow sources applied simultaneously from different directions. By densely packing an array of flow sensors (or whiskers), we alter the path of airflow as it moves through the array. We have named this technique “flow shadowing” because we take advantage of the fact that a downstream whisker shadowed (or occluded) by an upstream whisker receives less incident flow. We show that this relationship is predictable for two whiskers based on the percent of occlusion. We then show that a 2×2 spatial array of whiskers responds asymmetrically when multiple flow sources from different headings are applied to the array. This asymmetry is direction-dependent, allowing us to predict the headings of flow from two different sources, like wind and a drone’s relative motion.

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