Robot_Starscream的博客

小白在设计扑翼飞行器悬停算法过程中，设计了三种滤波器串联使用，总结如下。

在扑翼飞行中，

迎角是气流方向与机翼弦线之间的夹角，因此弦线是计算和描述迎角的关键参考线。（2）

将基于模型的控制与强化学习策略融合在扑翼飞行器中，虽然能够兼顾系统稳定性与极限机动能力，但也面临了更高的系统复杂性、对硬件算力与可靠性的额外要求，以及难以回避的能量效率等方面挑战。以下从四个方面进行归纳与分析。1. 系统复杂性增加1.1 两种控制方法的并存•基于模型的控制依赖精确的系统动力学模型和参数估计，注重飞行器的稳定性控制。•强化学习策略往往通过训练得到“经验”式决策，能在极限机动或非线性场景中发挥出更高的灵活性。• 将两者结合时，需要额外设计用于切换或融合控制信号的机制；

在扑翼飞行器设计与控制方面，虽然已经取得了显著的进步，但在飞行时间、环境适应性、能量利用效率及模型精度等方面依旧存在亟待解决的挑战。以下内容概括了这些挑战和可能的改进路径。1. 当前挑战。

对于扑翼飞行器而言，“控制权”不仅决定其飞行稳定性，也决定其在高动态任务（如快速机动、障碍规避）中的表现能力。以下内容从控制目标和控制权的定义出发，阐述了控制权的重要作用及优化难点，并探讨了潜在的解决方案。1. 控制目标。

在扑翼飞行器中，通过在电机输入信号中引入电压偏移 并相应调节机翼运动的基准位置，可在俯仰方向产生有效的力矩。以下从原理、数学描述、硬件实现与实验验证等方面，阐述这一方法的具体过程和意义。1. 俯仰力矩生成原理1.1 机翼运动的基础。

在仿生扑翼飞行器中，通过改变冲程对称性这一技术手段，可以在上冲与下冲两个阶段引入不对称性，进而产生额外的力或力矩，用于实现俯仰或其他姿态方向的控制。以下从原理、在仿生飞行器中的应用和典型实验示例等方面进行梳理与阐述。1. 冲程对称性原理。

通过调节分周期控制参数 ，扑翼飞行器能够在机翼拍动周期中引入时间不对称性，从而在左右机翼之间制造不同的空气动力，最终产生偏航方向的力矩。以下从原理、数学描述、实现过程以及实验验证等方面对该方法进行介绍。1. 偏航力矩的生成原理1.1 分周期控制参数是一个位于区间的控制参数，用于定义机翼在一个完整冲程周期内上冲（上冲程）与下冲（下冲程）的时间比例。• 当时，上冲与下冲时间相等，对称性最高，偏航力矩为零或极小。• 当或。

在仿生扑翼飞行器的机翼设计中，模仿昆虫翼的被动旋转机制是一项关键技术。其核心思想在于：机翼旋转角度（攻角）并非完全通过主动伺服来控制，而是利用空气动力和惯性力的作用，自然地实现被动调节。以下对这种设计的背景、原理与优势进行详细说明。1. 背景：昆虫的被动旋转机制1.1 昆虫翅膀的两大运动。

在强化学习（Reinforcement Learning, RL）中，策略训练需要大量的交互数据（状态、动作、奖励、下一状态），而这些数据通常来自仿真器或真实硬件。传统高保真仿真器虽然能在一定程度上模拟飞行器的动力学，但往往计算量大、开发成本高，且仍可能与真实环境存在差距。为此，使用数据驱动模型替代仿真器成为一种日益受到关注的方案，既能在训练过程中减少对真实硬件的依赖，又能快速迭代策略以适应复杂、多变的飞行环境。1. 背景：仿真器在强化学习中的作用。

数据驱动建模可充分利用扑翼飞行器的已有运行数据，改进动力学模型与控制策略，并对未建模动态做出更精确的预测。在复杂的非线性飞行环境中，该方法能有效弥补传统解析建模的不足，具有较高的研究与应用价值。以下针对主要研究方向和实现步骤进行整理与阐述。

• 机器人总质量约12克，翼展约170毫米。• 两个独立的无刷电机驱动扑翼，振动频率约34 Hz。• 搭载IMU、微控制器和驱动芯片，用于感知和执行控制指令。

受昆虫和蜂鸟的飞行能力启发，研究人员一直致力于开发具备类似其形态和运动学特性的微型飞行器（Micro Aerial Vehicles, MAVs）。这些飞行器在微小尺寸上实现悬停和灵活操控，具有传统飞行器无法比拟的应用潜力，尤其适用于狭窄空间和复杂户外环境中的侦查、监测及其他任务。

是一种通过实验和数据分析的方法，用于建立物理系统的数学模型的技术。系统辨识是控制工程和系统科学中的重要环节，尤其是在模型未知或复杂的情况下。

数据驱动建模是一种通过实验或在线数据，构建和更新复杂系统模型以及优化控制策略的方法。对于高度非线性、强气动耦合的扑翼飞行器，传统的解析建模通常难以准确捕捉其实际飞行过程中瞬态和非定常的动态行为。数据驱动方法可在此基础上有效弥补解析模型的不足，利用实测数据实时修正模型参数，从而显著提高控制的精度与鲁棒性。• 扑翼飞行器存在气动流动与动力学耦合等复杂特性，难以通过简单的理论方程精确描述。数据驱动模型能够从实验数据中自动提取非线性和时变特征，提升对系统真实动力学的刻画能力。

机器人（Robot）是由机械本体、驱动装置、控制系统及检测装置等组成的高级机器装置。机器人技术整合了控制理论、机电一体化、材料和计算机等各学科知识。...

一、前言小白最近做了一次汇报，准备地比较匆忙，希望能提供些启发就好。二、PPT

挂钩牵引力：挂钩牵引力表示土壤强度贮备，它是汽车越野行驶的一种贮备，可以用来使车辆加速、上坡、克服道路不平的阻力和牵引连接在挂钩上的挂车或武器装备。 剪切应力：剪切应力，物体由于外因（载荷、温度变化等）而变形时，在它内部任一截面（剪切面：与外力平行；挤压面：与外力垂直）的两方出现的相互作用力，称为“内力”。内力的集度，即单位面积上受到的内力称为“应力”。应力可分解为垂直于截面（剪切面）的分量，称...

1.移动机器人应用领域空间探测、矿物探测、物品分拣、危险物品处理、酒店服务、居家医疗、军事侦察。2.移动机器人的分类从应用背景上：农业机器人（收割机器人等）、工业机器人（工业机械臂等）、探测机器人（旅行号等）；从移动装置上：静止机器人、移动机器人；从驱动方式上：轮式机器人、履带结构机器人、双足结构机器人、爬移结构机器人、推进结构机器人；从控制系统上：垂直式移动机器人、水平式...

多视图几何（Multiple View Geometry）主要研究用几何的方法，通过若干幅二维图像，来恢复三维物体。间言之就是研究三维重构，主要应用与计算机视觉中。涉及到的四种变换，如下图所示：三维重构，即如何从静止物体不同视点下的图像中恢复物体三维几何结构信息。在三维重构的过程中摄像机标定是一个极其重要环节，摄像机标定的研究分为三个部分：基于场景结构信息的标定； 基于摄像机主动信息...

1.激光雷达于摄像头的相同点与不同点摄像头和激光雷达摄像头都可用于进行车道线检测。除此之外，激光雷达还可用于路牙检测。对于车牌识别以及道路两边，比如限速牌和红绿灯的识别，主要还是用摄像头来完成。如果对障碍物的识别，摄像头可以很容易通过深度学习把障碍物进行细致分类。但对激光雷达而言，它对障碍物只能分一些大类，但对物体运动状态的判断主要靠激光雷达完成。2.激光雷达受环境影响时的测量精度首先...

惯性传感器（IMU）能够测量传感器本体的角速度和加速度，被认为与相机传感器具有明显的互补性，而且十分有潜力在融合之后得到更完善的SLAM系统。IMU虽然可以测得角速度和加速度，在这些数据存在明显的漂移，使得积分二次得到的位姿数据非常不靠谱。好比说，我们将IMU放在桌子上不动，用它的读数积分得到的位子也会漂出十万八千里。但是，对于短时间内的快速移动，IMU能够提供一些较好的估计。这正是相机的软点...

目前VIO框架已经定型为两大类：松耦合和紧耦合。松耦合是指，IMU和相机分别进行自身的运动估计，然后对它们的位姿估计结果进行融合。 紧耦合是指，把IMU的状态和相机的状态合并在一起，共同构建运动方程和观测方程，然后进行状态估计。紧耦合理论也必将分为基于滤波和基于优化的两个方向。值得一提的是，尽管在纯视觉SLAM中，优化方法已经占了主流，但在VIO中，由于IMU的数据频率非常高，对状态进行优...

机器人定位问题是在给定环境地图的前提下来确定机器人在环境中的位置，因此机器人定位问题又被叫做位姿估计问题或者位姿跟踪问题。1.相对定位和绝对定位机器人的定位技术大致可以分为两类：相对定位和绝对定位。相对定位是机器人通过给定的初始位姿，依靠内部传感器（里程计、陀螺仪等）来估算相对于前一时刻位姿的位移和航向角来确定当前位姿的一种技术，也被称为航位推算法。这种方法成本低、使用简单。当机器人移...

它的功能就是利用传感器的数据来推算机器人位置随时间的变化，常用的传感器类型有编码器、惯性测量单元和视觉传感器等。理论上里程计数据不存在任何误差。1.里程计模型里程计模型分为圆弧模型和直线模型两种。圆弧模型同时考虑了机器人的位移变化和航向角的变化，更加接近机器人的运动轨迹。直线模型是假设机器人在极短时间内航向角的变化为零，是对圆弧模型的一种简化。直线模型适用于对机器人位姿要求不很精确的情...

编码器是一种角位移传感器，它通过检测机器人轮子在一定时间内转过的弧度数来确定机器人位姿的变化，主要分为光电式、接触式、电磁式三种，其中光电编码器是机器人最常用的位置传感器。根据提供的位置信息，编码器又分为增量式编码器和绝对式编码器。1.增量式编码器定义：增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。编码器是把角位移转换成电信号的...

1.机器人导航的基本概念：广义上的机器人导航包括地图构建、机器人定位、路径规划和运动控制等导航系统构成模块。传统的机器人导航的研究源自两个不同的研究团体，也逐渐形成了两种不同的研究路线：路径规划算法和局部避障算法。路径规划算法通常需要全局环境信息来规划出一条连通起始位置和目标点位置且无碰撞的路径，然后精准控制机器人按照规划结果执行。 局部避障算法。在实际导航过程中，由于机器人定位的不精确...

载体坐标系与载体坐标系的关系是三个Euler角：yaw，pitch，roll，反应了载体相对基准面的姿态。pitch是围绕X轴旋转，也叫做俯仰角。当X轴的正半轴位于过坐标原点的水平面之上（抬头）时，俯仰角为正，否则为负，如下图所示：yaw是围绕Y轴旋转，也叫偏航角。即机头右偏航为正，反之为负。如下图所示：roll是围绕Z轴旋转，也叫翻滚角。机体向右滚为正，反之为负。如下图所...

Human-aware机器人导航是人机交互和运动规划的交叉研究方向，它同时考虑机器人导航问题和导航时与环境中的行人交互问题。1.Human-aware机器人导航应用领域机器人引导问题、机器人陪护问题、机器人运送问题等等。2.Human-aware机器人导航特性基于Human-aware机器人导航的目的是机器人的导航行为更够被环境中的行人接受，具体来说让机器人导航具有以下特性：舒...

在路径规划的研究中，最典型的方法就是A*搜索算法，其将地图空间划分成大小相等的栅格，然后根据环境地图障碍物信息来生成每个栅格的代价值从而构成代价地图。A*算法就是利用启发式函数快速地在状态空间进行搜索，找到一条连通起点栅格和目标栅格且代价值最小的路径。A*算法假设搜索过程中地图环境信息不发生任何变化，一旦在搜索过程中环境信息发生变化，则需要重新运行A*算法进行重规划。在真实环境中，环境信息一直...

使用NTP时间服务器，来完成不同机器上的时间同步。机器人内部数据需要和外部数据需要互相同步，才能建立对应时间间隔内的数据关联，而机器人系统和数据采集系统运行在不同的机器上，因此需要通过NTP时间服务器来同步两者之间的时钟。而局域网内的NTP时间同步服务器能够达到1至3毫秒的精度，能够满足数据采集的同步需求。...