我國科研團隊成功破解多旋翼無人機飛行失控難題
新華社北京1月16日電(記者趙旭)設想一下,一架四旋翼無人機飛行途中,部分螺旋槳無法旋轉,如何依然保持安全飛行?北京航空航天大學科研團隊曆經多年研究,在多旋翼無人機容錯控製技術方麵取得重要突破,為(wei) 上述難題找到答案。相關(guan) 成果近日在機器人領域重要國際學術期刊《IEEE機器人學匯刊》發表。
工業(ye) 巡檢、消防救援、包裹遞送、拍照攝像……無人機已深入大眾(zhong) 生產(chan) 生活。常見微小型無人機涉及多旋翼、固定翼、直升機等類型,其中多旋翼無人機是目前應用最廣泛的飛行器之一,其通過多個(ge) 螺旋槳提供升力,具有垂直起降和懸停能力。然而,無人機快速普及之時,常出現因極端天氣、碰撞障礙物等導致“罷工”墜地的情況,造成人財物損失。如何提升飛行安全性,成為(wei) 行業(ye) 緊迫課題。
北航自動化科學與(yu) 電氣工程學院可靠飛行控製團隊,以四旋翼無人機切入研究,針對飛行器執行機構突發故障後的受力特點,成功設計出被動容災控製算法。團隊通過實驗驗證發現,四旋翼無人機的“控製大腦”搭載該算法後,即便有三個(ge) 螺旋槳失效,仍可保持安全飛行並實現可控返航。該團隊成員、北航柯晨旭博士說,相關(guan) 成果可拓展應用於(yu) 六旋翼、八旋翼等多旋翼無人機。
“如果部分螺旋槳失靈,無人機整體(ti) 平衡就會(hui) 被打破,機身會(hui) 像陀螺一樣自轉起來,螺旋槳出現“公轉”。借助這種現象,我們(men) 研發的算法能讓正常運轉的螺旋槳“分身”,提供全部的升力——這好比打乒乓球,如果一個(ge) 人運動速度足夠快,可實現自己發球、自己跑到對麵接球,如此往複,完成一個(ge) 人的球賽。”北航教授、該團隊成員全權說。
全權表示,未來該成果將應用於(yu) 新型多旋翼無人機研發,提升多旋翼無人機飛行安全性能。
《IEEE機器人學匯刊》審稿人評價(jia) ,該研究創新性運用被動容災控製算法,有望為(wei) 無人機飛行安全方麵的科研提供可靠參考。
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