垂面栖息微型无人机飞行原理与技术进展

微型无人机具有体积小、重量轻、成本低、飞行灵活等优点,但是微型无人机气动效率低、动力能源不足,导致任务时间受限,使用效能低下。受鸟类、蝙蝠等飞行动物启发,仿生设计的栖息无人机是一种多模态平台,即可空中巡航、物面停靠栖息或者爬行。停靠栖息或者爬行耗费的能量远远低于空中巡航所需的能量,因此栖息能力将大大延长任务时间。为了实现飞行模式与栖息模式的灵活转换,栖息微型无人机一般选择栖息于垂面,比如建筑的内外墙壁、树干等。概括了典型垂面栖息微型无人机的方案特点,结合微棘式、仿生足式和针刺式三类典型垂面栖息方式,阐述了不同栖息原理的着壁、停靠栖息与复飞过程,为后续开展垂面栖息无人机的研究提供参考。

微型无人机栖息设计技术综述

微型无人机栖息设计研究对提升微型无人机续航、增强微型无人机环境适应性和提高微型无人机长时间侦察监视能力具有重要的意义。随着人们对微型无人机续航性能和复杂环境的适应性要求越来越高,科研工作者对微型无人机的栖息设计技术进行了深入研究,并取得了显著成果。主要梳理了微型无人机的栖息原理、栖息机构、栖息方法,分析了栖息机构的特点与发展趋势。同时介绍了变体无人机在栖息领域的研究,并阐述了无人机栖息与抓取和爬壁之间的联系。此外将无人机分为多旋翼和固定翼2大类来进行栖息方法的研究分析,内容主要包括无人机的栖息位置选择、基于时间接触理论的仿生轨迹设计、视觉栖息导航、无人机的气动分析和动力学建模以及相应的栖落机动控制等。通过对无人机栖息设计技术的研究归纳分析,可为后续从事该方面的研究人员提供参考和借鉴。