科学家发现老鹰捕猎的混合制导法可用于设计在复杂环境中

时间:2020-04-07 17:00:07 作者:不良人
科学家发现老鹰捕猎的混合制导法可用于设计在复杂环境中捕捉流氓无人机 日期:2019年08月06日 16:07 

根据牛津大学动物学系科学家6月11日在Nature Communications发表的一项新研究,老鹰使用反馈系统引导它们追捕猎物,这种反馈系统与类似导弹的猎鹰拦截系统根本不同。这种混合制导法能使老鹰在杂乱环境中追捕敏捷的猎物,而不会被猎物不稳定的逃脱机动抛弃。
先前的研究表明,猎鹰使用与导弹相同的制导法来拦截猎物,称为比例导航。这种制导法对于平稳机动的空中目标是最佳的,但是很容易被像野兔或长耳兔这样有曲折移动路径的陆地猎物甩掉,并且在杂乱环境中也不及老鹰的飞行路径有效。
牛津大学的研究人员Caroline Brighton博士和Graham Taylor教授使用高速摄像机拍摄了5只人工养殖的哈里斯鹰在50次飞行中对抗一个不规则操纵的人造目标的飞行轨迹。
Brighton博士说:“我们拍摄了老鹰追逐一只虚拟兔子的飞行,这是一个人造目标,利用一系列滑轮快速拖曳,以产生不可预测的路线。我们使用视频重建技术来测量老鹰的3D轨迹及其目标,然后进行计算机模拟,看看鹰的攻击行为是如何通过不同类型的制导法建模的。
研究人员发现哈里斯鹰使用混合制导法则,其中他们的转弯率是通过反馈目标方向包括正在变化中的方向信息与当前飞行方向之间的角度信息来确定的。研究人员认为,这种混合制导法可以降低老鹰在紧密追逐中的过度风险,但如果用于类似猎鹰的远程拦截行为,则会产生效率低下的飞行路径。
这些发现可用于设计无人机在杂乱的环境中追踪和捕获流氓无人机,正如Taylor教授所说:“去年的盖特威克事件展示了我们能够在大型开放空间内快速安全地移除无人机,而这距离城市的杂乱空间环境很远。老鹰是在杂乱环境中捕猎的高手,所以我们认为它们可以告诉我们如何设计出一种可以安全地追逐另一种无人机的新型无人机。”

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-10454-z

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