哈工大参与研制的第三代无人直升机飞上西藏5000米高原
“珠峰号”空中机器人挑战珠峰纪实

核心提示

　　西藏的雍布拉康、西藏的羊卓雍措，从海拔3600米到5500米，由哈尔滨工业大学深圳研究生院参与研制的第三代无人直升机“珠峰号”（空中机器人）顶着六级大风，在高寒区域实现了自主航拍。并在地球上最高的寺院——绒布寺周围进行了飞行与航拍实验，实现了人类空中机器人首次对世界第一高峰近距离飞行航拍，这是继考古机器人之后哈工大机器人研发项目上的又一次突破。

　　两校合作无人直升机核心技术摆脱进口

　　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告诉记者，此次无人直升机的研发是以香港科技大学李泽湘教授为领队，由香港科技大学自动化技术中心、哈工大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)研究小组共同完成。并于6月底在西藏完成了包括珠峰等高寒地区的飞行测试及航拍实验。

　　据介绍，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“撒手锏”，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。

　　一飞冲天“珠峰号”西藏高原自主飞行

　　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。据朱教授介绍，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，不但对控制器进行了升级改进，对飞机尺寸也进行了专门调整，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。

　　据介绍，改进后的“珠峰号”，旋翼直径2m，机身长1.6m，高0.7m，使用37V锂电池，最大速度为每小时70公里，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1公里，也可以进行导航点的全自主飞行，控制范围为10公里。在半自主或自主飞行时，悬停精度可达±0.3米，速度精度控制在每秒±0.1米。6月15日，“珠峰号”带着所有研究人员的期望飞上了西藏高原。

　　破五千米空中机器人创造历史

　　在10天的实验过程中，空中机器人“珠峰号”首先在山南地区泽当镇周边海拔3600多米的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，这也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，圆满完成了实验任务。对于“珠峰号”高寒地区实验的成功，朱晓蕊表示，项目组将继续对空中机器人进行完善和升级，以使其更加胜任在地形、气候复杂地区的各种工作。

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