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深圳研究生参与研制的无人直升机完成珠峰飞行测试与航拍

发布时间:2019-10-27 16:34:08

    哈工大报讯(刘培香 钟英英/文  朱晓蕊/图) 以香港科技大学教授、我校长江学者讲座教授李泽湘为领队,由香港科技大学自动化技术中心、深圳研究生院自动化技术中心和深圳大疆创新科技有限公司组成的港深无人直升机 (又称空中机器人) 研究小组,于6月中旬经过近10天的时间,成功完成了包括西藏珠峰等高寒地区的飞行测试及航拍实验。 
    据参与无人机研制和飞行测试的深圳研究生院自动控制与机电工程学科部朱晓蕊副教授介绍,小型无人直升机是国外很多城市处理公共安全突发事件的杀手锏,其目的是通过既定线路的飞行,将在空中监控到的信息反馈给位于地面的指挥部门。无人直升机的特点是飞行成本低廉,可在复杂的地形和危险地带中作业。针对我国公共安全领域对高端自动化设备的市场需求,研究小组提出开发拥有完全自主知识产权的小型无人直升机智能飞行控制系统。当前我国在这个领域仍未能取得成果性的突破,大部分核心技术仍然依赖于进口,包括作为无人机中枢的飞行控制器部分。经过3年的合作研发,目前研究小组已掌握了从底层硬件开发、飞行姿态估计、飞行姿态控制算法到飞行平台整合等一系列核心技术,并已经开发出了两代成熟的飞行控制器产品,该产品已经可以实现自主悬停、姿态航向保持和GPS定点飞行等在内的常规飞行控制功能,并在汶川大地震的现场航拍中发挥了作用。
    为了将无人直升机技术的研发和应用提高到一个新的高度,研究小组于两年前策划了这次对部分西藏高原地区的飞行测试和科学实验。针对西藏高海拔地区稀薄的空气和恶劣的气象条件,研究小组对无人直升机的设计进行了全新的改进,并将其命名为“珠峰号”。“珠峰号”在动力方面采用了零污染的电动技术,在增加了留空时间的前提下,还提高了在恶劣气象条件之下的飞行稳定性。
    “珠峰号”旋翼直径2m,机身长1.6m,高0.7m,使用37V锂电池,最大速度为70km/h,续航时间超过一个小时。在安装了自主研发的自动控制系统(DJIXP3.1)之后,飞机可完成半自主的遥控飞行,控制范围为1km,也可以进行导航点的全自主飞行,控制范围为10km。在半自主或自主飞行时,悬停精度可达±0.3m,速度精度控制在±0.1m/s。
    无人直升机首先在山南地区泽当镇周边海拔3600多米的西藏第一城堡――雍布拉康进行了飞行和航拍实验,取得了高原地区飞行的第一组数据。在西藏三大神湖之一的羊卓雍措(海拔 4400 米),在六级大风的情况之下,无人直升机从5000米到5500米的高度拍下了羊湖壮观美丽的录像。在珠峰周围的几个观测点,研究小组快速完成了无人机的组装与调试,取得了高海拔,高风速下的第一组飞行数据。研究小组还在地球上最高的寺院――绒布寺周围进行了飞行与航拍实验,这是人类空中机器人第一次对世界第一高峰近距离飞行航拍,为下一次更高层次的珠峰探测采集了宝贵的数据。研究小组最后还对日喀则地区的卡若拉冰川、山南地区的拿日雍措的牦牛群和原始森林进行了飞行和航拍实验,圆满完成了任务。
    香港科技大学自动化技术中心主任李泽湘教授、深圳研究生院朱晓蕊副教授、深圳大疆科技创新公司创始人汪涛、深圳研究生院自动控制学科部研究生石俊等参加了此次飞行测试和航拍实验。

珠峰号无人机航拍卡若拉冰川 (海拔5500 米)

珠峰号无人直升机与珠峰(起飞海拔:5000 米)的第一次亲密相见

珠峰号在雍布拉康上空的飞行实验与航拍 (海拔3600 米)

在美丽的拿日雍措(海拔 4700 米)上空

羊卓雍措湖(海拔5000米, 风力六级)与珠峰号构成了一幅状观的图画

加乌拉山口(海拔5200米,风力11米秒)上的飞行测试吸引了几位藏胞强烈的兴趣

拍摄牦牛(海拔4600米)



研究小组成员合影(左起:汪涛 朱晓蕊 石俊 李泽湘)