Roller-Quadrotor: A Novel Hybrid Terrestrial/Aerial Quadrotor with Unicycle-Driven and Rotor-Assisted Turning

要約

Roller-Quadrotor は、クワッドローターの優れた操縦性と地上車両の長い耐久性を組み合わせた、新しいハイブリッド地上および空中クワッドローターです。
この作業では、Roller-Quadrotor の設計、モデリング、および実験的検証について説明します。
飛行は、クワッドローター構成と推力を提供する 4 つのアクチュエーターによって実現されます。
ローリングは、一輪車駆動とローターアシストの旋回構造によってサポートされています。
地上での移動中、車両は転がり抵抗と回転抵抗を克服する必要があるため、飛行モードに比べてエネルギーを節約できます。
この作業は、一般的な回転翼航空機の困難な問題を克服し、エネルギー消費を削減し、狭い隙間などの特殊な地形を通過できるようにします。
また、地上のロボットが直面する障害物回避の課題も、飛行によって解決します。
車両のモデルとコントローラを設計します。
実験の結果、空中移動と地上移動の切り替えが可能で、直径の半分ほどの狭い隙間を安全に通過できることがわかりました。
また、飛行の約3.8倍の距離を転がすことができ、飛行の約42.2倍の長さで操作することができます。
これらの結果は、特別な地形を通過する際の構造と制御と省エネの実現可能性と有効性を示しています。

要約(オリジナル)

Roller-Quadrotor is a novel hybrid terrestrial and aerial quadrotor that combines the elevated maneuverability of the quadrotor with the lengthy endurance of the ground vehicle. This work presents the design, modeling, and experimental validation of Roller-Quadrotor. Flying is achieved through a quadrotor configuration, and four actuators providing thrust. Rolling is supported by unicycle-driven and rotor-assisted turning structure. During terrestrial locomotion, the vehicle needs to overcome rolling and turning resistance, thus saving energy compared to flight mode. This work overcomes the challenging problems of general rotorcraft, reduces energy consumption and allows to through special terrain, such as narrow gaps. It also solves the obstacle avoidance challenge faced by terrestrial robots by flying. We design the models and controllers for the vehicle. The experiment results show that it can switch between aerial and terrestrial locomotion, and be able to safely pass through a narrow gap half the size of its diameter. Besides, it is capable of rolling a distance approximately 3.8 times as much as flying or operating about 42.2 times as lengthy as flying. These results demonstrate the feasibility and effectiveness of the structure and control in rolling through special terrain and energy saving.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google