IT之家 9 月 18 日消息，北京航空航天大學(xué)李道春教授、向錦武院士團(tuán)隊在《Engineering》期刊上發(fā)表了題為《Robot Pilot: A New Autonomous System Toward Flying Manned Aerial Vehicles（飛行器駕駛機(jī)器人 —— 一種面向有人飛行器的新型無人駕駛系統(tǒng)）》的論文，介紹了他們研發(fā)的新型直升機(jī)駕駛機(jī)器人。
該研究的核心是一種新型的機(jī)器人系統(tǒng)，能夠獨(dú)立駕駛有人直升機(jī)，從而形成一種新型的無人飛行系統(tǒng)。
研究團(tuán)隊詳細(xì)討論了飛行器駕駛機(jī)器人的概念及其優(yōu)勢，并提出了一種針對有人直升機(jī)的直升機(jī)駕駛機(jī)器人。該機(jī)器人根據(jù)直升機(jī)操縱機(jī)構(gòu)的操控特點(diǎn)設(shè)計了駕駛機(jī)器人伺服機(jī)構(gòu)，并基于機(jī)器人伺服機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)分析，建立了直接驅(qū)動方法的機(jī)器人飛行控制器，以減少機(jī)器人伺服過程中的時間延遲和控制誤差。
研究團(tuán)隊還構(gòu)建了一個支持不同飛行模式和功能集成的地面站系統(tǒng)。最終，他們設(shè)計并制造了一個直升機(jī)駕駛機(jī)器人原型，并將其安裝在直升機(jī)上進(jìn)行了飛行測試。測試結(jié)果顯示，該機(jī)器人能夠獨(dú)立完成前飛、后飛、側(cè)飛和轉(zhuǎn)彎飛行，驗證了其有效性。
這項研究的創(chuàng)新之處在于，它采用了非入侵式的轉(zhuǎn)換方法，使得有人飛行器可以快速、可逆地轉(zhuǎn)換為無人機(jī)系統(tǒng)。這種方法不僅保留了原有飛行器的載荷能力和安全水平，而且避免了對原飛行器進(jìn)行復(fù)雜改裝的需求。此外，該駕駛機(jī)器人還可以作為副駕駛飛行員，提高現(xiàn)有飛行器的自動化水平，為飛行員助手、智能駕駛艙等新興技術(shù)提供了研究平臺。
在實(shí)驗驗證方面，研究團(tuán)隊在 SVH-4 輕型教練直升機(jī)上安裝了駕駛機(jī)器人原型，并進(jìn)行了地面測試和飛行測試。測試結(jié)果表明，駕駛機(jī)器人能夠快速、準(zhǔn)確地控制直升機(jī)的操縱機(jī)構(gòu)，并在懸停、前飛、后飛、側(cè)飛和轉(zhuǎn)彎等飛行任務(wù)中表現(xiàn)出色。
盡管取得了顯著的成果，但研究團(tuán)隊指出，駕駛機(jī)器人在操控過程中存在明顯的姿態(tài)振蕩問題。他們計劃在未來的工作中進(jìn)一步提高駕駛機(jī)器人的操控性能和適應(yīng)性，考慮部署基于模型的現(xiàn)代控制方法或智能控制方法，以優(yōu)化飛行性能。
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http://doi.org/10.1016/j.eng.2022.10.018
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