4.1.2栖息仿生轨迹与方法

上海大学机电一体化与自动化学院Zhang等［92-93］提出了一种基于时间接触理论的仿生轨迹生成方法，研究了直线轨迹、俯仰角耦合栖息和俯仰/偏航角耦合栖息3 种策略，结果表明飞行轨迹满足无人机在物体上栖息的要求。南洋理工大学机械与航空航天工程学院Chi［94］将栖息过程概括为栖息前、栖息中和栖息后3 个阶段，并提出栖息方法学，借助自行设计的抓取机构进行试验，结果表明栖息机构能对栖息目标物可靠、自动的栖息抓取，验证了无人机栖息控制算法的正确性。

4.1.3栖息算法设计

中国石油大学（华东）Luo 等［9］提出了一种用于复制高度自适应鸟类栖息行为的机器学习方法，借助姿态控制器和自定位系统调节栖息机动，结果表明该方法是有效的。印度科学院航空航天工程系Maitra 等［95］介绍了可用于无人机自主栖息的仿生算法，描述了基于视觉的数据采集无人机导航方法，单目相机的视觉数据可用于无人机栖息的姿态控制和平面动力学建模分析。韩国科学技术院电气工程学院Lee 等［72］提出了一种基于强化学习的方法来进行实际应用中的倾斜式旋翼无人机栖息机动控制，通过试验证明提出的方法克服了多旋翼倾斜复杂的动力学问题，具有较强的鲁棒性。德国航空航天中心Tomić 等［96］提 出 了 一种 四 旋 翼无 人 机 机动 学 习和在线推广方法，应用最优控制求解器来求解栖息机动问题，仿真和试验验证了该方法在平面点到点和栖息机动中的有效性。

4.1.4栖息视觉导航

加州大学电气工程系Ghadiok 等［97］提出了利用机载单目摄像机视觉同步定位和映射算法解决无人机在室内室外栖息机动导航的问题，试验表明该无人机存在干扰的情况下自主导航并在倾斜表面自主栖息。科罗拉多州立大学机械工程系Zhang 等［98］提出一种视觉算法来估计栖息物体的表面斜率，搭配距离传感器和单目摄像机可同时估计X 和Y 方向的表面斜率，试验结果表明该算法比以往算法更优。纽约大学坦登工程学院Mao 等［73］提出使用视觉和惯性传感器解决无人机在倾斜表面上自主栖息的估计、规划和控制问题，通过机载传感器计算导航栖息到目标位置，最终试验结果验证了所提出方法的有效性。

4.1.5 栖息控制策略

南洋理工大学Chi 等［7］提出了一种四旋翼自主栖息的控制策略，通过学习鸟类栖息过程推导出自主栖息所需的函数，并在控制策略设计中完全考虑了这些函数，最后试验表明该控制策略搭配自主设计的抓取机构能使无人机自主栖息到目标点。曼彻斯特大学Nagendran 等［22］将自适应钟形刚度控制器和速度匹配方案相结合，实现安全成功的栖息着陆机动，并指出该机动所需的精度和高速运行受到可用的执行器性能和硬件控制带宽的限制。斯坦福大学机械工程系Roderick 等［30］发现闭环平衡控制在最大化栖息所需参数的范围起着重要作用，为确定足以成功栖息的硬件设计、运动学、行为和栖息参数的范围做出指导。南京理工大学计算机科学与技术系Liu等［46］发现当无人机在飞行和附着之间切换时很难控制接触力，且无人机会因与环境的异常接触而损坏，基于此提出了一种用于仿生飞行和附着机器人的阻抗控制方法，以实现与环境的平稳接触，并应用所提的阻抗控制方法调节与环境的接触力。

北京航空航天大学机械工程与自动化学院机器人研究所Ding 等［53-54］介绍了一种稳定控制策略，使无人机在爬壁模式下保持姿态稳定，并采用递归方法对无人机动力学进行建模，试验验证了该策略的有效性。韩国科学技术院城市机器人试验室Myeong 等［66］提出了一种通过低速改变姿态在垂直表面栖息的机理和控制算法，借助此控制方法可以解决无人机在栖息时因快速姿势变换和着陆速度而带来的冲击问题，降低栖息风险提高成功率。韩国科学技术院电气工程学院Lee 等［71］发现由于旋翼电机偏置、伺服电机减速和倾斜角受单向限制，这些情况可能会导致常规控制方法出现严重问题，针对这一问题，提出了一种控制方法—准解耦控制，该方法克服了伺服电机的慢动态特性和角度约束的局限性，取得了良好的控制效果。斯坦福大学机械工程专业Pope 等［77］提出了控制和规划算法，使一个带有向下抓取器的欠驱动的四旋翼栖息在倾斜的表面，同时满足驱动和传感的约束，试验结果表明所提出的控制方法可以使无人机成功地栖息在各种倾斜和垂直的玻璃表面上。

广东工业大学蒋俊高［80］提出了一种基于四轴无人机的仿生壁面自动起降系统，通过对壁面降落过程进行分析，深入研究起降控制策略和碰撞势能转换问题，设计了起降机构及相应的降落控制策略及算法，同时对降落发生碰撞和弹离壁面的过程分别建模进行动力学分析，最后仿真验证了该模型的可靠性和正确性。南京理工大学叶希［99］对四旋翼无人机在近面环境下的控制技术进行研究，并提出了一种结合阻抗和非线性PID 控制策略，试验结果证明该策略能实现无人机在飞行吸附中对位置和力良好的控制。西北工业大学航空学院孙杨等［100］提出用“轨迹规划+跟踪控制”的方法实现四旋翼无人机垂面栖息过程，并用几何跟踪控制方法对其改进，仿真结果表明改进跟踪控制方法能很好实现垂面栖息。