飞行机器人部署传感器网络实现自主导航

来自柏林技术大学的团队正在从事采用先进智能的微型机器人直升机研究（Dumiak，2009）。该项目称为自主飞行机器人MARVIN（Multipurpose Aerial Robot Vehicles with Intelligent Navigation，智能导航多目标航空机器人车辆）。与世界各地其他团体研究的飞行机器人不同，这些飞行机器人（MARVIN）能够相互协同来完成所需任务。主要应用包括：

（1）采用直升机的负荷传输；

（2）采用小型航空机器人的传感器网络部署；

（3）监控和观察。飞行机器人有望用于传感器的分配，这些传感器可以协同消防努力或搜索洪泛区域，来跟踪或发现人们和车辆，或记录电影与报道体育事件（Dumiak，2009）。

通过提升通信设备性能，如果基础设施已经被地震或其他自然灾害破坏，则它们能够提供WiFi服务或移动电话流量。(www.xing528.com)

在MARVIN项目中，存在着3种主要机器人类型：直升机、四转子和飞机。上述3个机器人的规范见表9-1。

表9-1 飞行机器人（MARVIN）规范

这些飞行机器人（MARVIN）的自主导航是由模块化控制系统来实现的。控制系统可用于运行不同类型的飞机机器人。模块化控制系统是由自主导航硬件、用于控制和通信的实时软件以及任务软件。可以对控制系统进行配置，以适用于不同类型的执行器和传感器，如低成本、高端导航传感器。直升机的控制系统支持小型飞行器共同工作，提升负荷和侦察环境。例如，假定存在3或4架直升机，通过将绳子系到单一物体上，每架直升机可以共享负荷。对于直升机来说，这些操作可能会导致负面反向力。如果这些直升机是人工控制的，则进行稳定操作不是一件容易的事情。但是，自主飞机机器人能够进行即时、协同调整，并保持平衡。每个机器人能够说明其他直升机的位置，使用来自于它们的力量以及绳子上的负荷，可以联合提升物体。这些飞行机器人协同系统将4种软件模块整合起来，用于稳定直升机：导航、探索、避障、处理方向、视界和位置。飞行机器人还可用于更为高效的侦察，因为它们自动地将区域进行分解（Dumiak，2009）。飞行机器人通过撒布大量微型传感器节点。每个传感器节点安装有数据处理器、无线、电源和传感器，它能够检测和度量温度、光照、辐射、位置和化学值。传感器的传输范围大约为25 m。上千个这种传感器节点可以由飞行机器人进行撒布，来构建一个自组织网络，它用于监测森林火灾和水灾救援工作。MARVIN项目正在实施的计划是使用飞行机器人来部署传感器网络，跟踪移动物体和人员，跟踪建筑物内外的运动情况，采用机载相机进行监控。