II. Dùng Sensor hồng ngoại (IR) để dò vạch trắng
2. Lý thuyết điều khiển quadrotor
Hình 6. Sơ đồ điều khiển của Quadrotor
Cặp cánh quạt phía trước và phía sau quay thuận chiều kim đồng hồ, trong khi đó cặp cánh bên phải và bên trái lại quay ngược chiều kim đồng hồ nhằm cân bằng mô-men xoay được tạo ra bởi các cánh quạt trên khung. Cả 4 cánh sinh ra một lực đẩy bằng nhau khi cất cánh nếu quay ở cùng một tốc độ. Góc nghiêng được điều khiển khi thay đổi mối quan hệ về tốc độ giữa cánh bên phải và bên trái sao cho giữ nguyên tổng lực đẩy sinh ra bởi cặp cánh này. Tương tự như vậy, góc lật cũng được điều khiển bởi mối quan hệ giữa 2 tốc độ của 2 cánh phía trước và phía sau. Góc xoay lại được thay đổi nhờ vào sự thay đổi vận tốc của cánh bên phải và bên trái liên quan tới tốc độ của cặp cánh phía trước và phía sau.
Khi đó, tổng lực đẩy sinh ra bởi các cặp cánh được giữ không đổi. Độ cao của quadrotor thay đổi khi tăng hoặc giảm đồng thời tốc độ của các cánh quạt. Tuy nhiên, quadrotor được điều khiển bằng cách chỉ thay đổi tốc độ cánh quạt mà không phải phụ thuộc vào các kết cấu cơ khí phức tạp, phù hợp hơn cho các ứng dụng của UAV mini. Bốn bậc tự do là nghiêng, lật, xoay và lực đẩy có thể khử ghép lẫn nhau để tạo ra một sự chênh lệch nhỏ trong quá trình bay lượn. Quadrotor có thể có khả năng bay gần các chướng ngại vật hơn so với các may bay trực thăng cánh đơn, mà không xảy ra sự va chạm cho cánh quạt. Đặc biệt, do có độ rung lớn trong quá trình bay nên
quadrotor đòi hỏi một hệ thống điều khiển vị trí ổn định khá phức tạp.
Cất cánh và hạ cánh: Để quadrotor có thể cất cánh, tốc độ của 4 động cơ sẽ được tăng lên đến khi tổng lực nâng lớn hơn trọng lực. Và khi tốc độ của các cặp động cơ giảm xuống, quadrotor sẽ hạ dần độ cao.
Quay trái và phải: Khi tốc độ của cặp động cơ quay thuận chiều kim đồng hồ lớn hơn tốc độ của cặp động cơ quay ngược chiều kim đồng hồ, quadrotor sẽ có xu hướng quay tại chỗ qua trái. Ngược lại quá trình trên, quadrotor có xu hướng quay tại chỗ qua phải.
Di chuyển trái và phải: Nếu tốc độ của cặp động cơ quay ngược chiều kim đồng hồ được giữ nguyên, tăng tốc động cơ quay thuận bên trái đồng thời giảm tốc động cơ quay thuận bên phải, quadrotor sẽ di chuyển sang phải. Quá trình di chuyển sang trái diễn ra ngược lại. Qua đó chúng ta có thể thấy việc điều khiển bay của quadrotor là việc điều khiển tốc độ quay của các động cơ. So sánh với máy bay trực thăng, việc di chuyển của máy bay trực thăng phụ thuộc vào góc lệch giữa mặt phẳng cánh và mặt đất, phải có một cơ cấu cơ khí để thay đổi góc lệch này. Cơ cấu cơ khí này có kết cấu phức tạp nhằm đáp ứng độ chính xác. Điều này dẫn đến các sai số cơ khí trong quá trình điều khiển bay. Việc điều khiển tốc độ các cặp động cơ của quadrotor sẽ đơn giản và chính xác hơn. Đây là một ưu điểm của quadrotor.
Công việc nghiên cứu đã được quan tâm từ lâu bởi các nhóm nghiên cứu khác nhau trên thế giới đã chứng tỏ rằng quadrotor là một lựa chọn tốt cho các ứng dụng của UAV so với một máy bay trực thăng thông thường. Quadrotor ngày càng được ứng dụng rộng rãi mọi lĩnh vực quân sự cũng như dân sự. Nó đã mang lại cho các nhà khoa học thêm nhiều lựa chọn cho công việc nghiên cứu.
Tuy nhiên, ở Việt Nam, quadrotor thực sự là một thiết bị khá mới mẻ, chưa được quan tâm nhiều. Một số người yêu thích chế tạo mô hình bay đã cố gắng nghiên cứu và chế tạo thử. Quadrotor cần được nghiên cứu có chiều sâu hơn ở Việt Nam.