宾夕法尼亚大学机器人学学习笔记（1）

飞行机器人介绍

无人机从1980年代开始出现，数量截至目前已经达到上万，预测到2020年会有1万5千架无人机。

这个课程中UAV（无人机），Aerial robots还有drone概念是等同的。

首先介绍了无人机的一种类型，四轴飞行器（quadrotor）

对于飞行机器人来说有六个自由度，移动3个，旋转3个，通过控制四个轴的旋转速度来控制机器人的位置和姿态。

而对于无人机来说一个重要的目的是实现其自主飞行的能力，这其中包含4个方面：

1） 姿态估计 state estimation：估计位置和速度

2）控制 control：控制发动机到达预期的动作和状态

3）地图生成 mapping：生成当前场景的地图信息

4）规划 planning：规划自己的路径及行为等等

接下来具体介绍了姿态估计，是为了得到信赖的位置和速度。

当然对于实验室环境我们可以应用motion capture system，得到精准的速度与位置，但对于大多数无人机的应用场景是没有motion capture system的，即使再室外GPS信号很多时候也无法利用，这就产生一个问题如何在没有外部测量系统及GPS的情况下，获得快速灵敏的导航呢。这就是机器人学中著名的SLAM问题了。

在讲师的实验室，他们在地面铺设了很多二维码，通过识别二维码信息来确定位置。

接下来给出了飞行机器人的一些应用，比如应用到果园来监测树木的产量情况；应用到建筑领域，来获得建设的场景；应用到考古学，来获得考古场景的宏观构造；也可以拍摄一些人无法到达的角度的照片等等。