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1、UnmannedAerialVehicle無人機專題旋翼無人機在雅安地震救援中的應用■楊麗英宋大雷中國科學院沈陽自動化研究所1引言引導下執(zhí)行任務。根據地形條件和任務情況，SR-地震是地殼快速釋放能量過程中造成振動，常RUAV可以進行半自主或全自主飛行。對于第一次能引發(fā)巨大災害，因此會造成嚴重人員傷亡。例如，大范圍搜索，建議采用全自主飛行模式。半自主飛2003年12月26日，伊朗巴姆發(fā)生6.8級地震，行模式更適合對某些特定的小范圍區(qū)域的搜索，并造成4萬人死亡；2008年5月12日，中國汶川且在搜索過程中由于人的監(jiān)督效率會進一步提高。發(fā)生
2、8.0級地震，造成6.9萬余人死亡。地震發(fā)生后，優(yōu)越的操縱性能使得SR-RUAV在低空遙感和評估效率是救援過程中最重要的因素。隨著無人機技術任務中體現出巨大的優(yōu)越性。整體系統(tǒng)介紹如下：的不斷發(fā)展，無人機已經進入地震救援領域。旋翼(1)旋翼無人機本體無人機由于具有便攜性、較強的容錯能力、可以自在國家科技支撐計劃的資助下，中國科學院沈動監(jiān)測和評估損傷情況、能夠進行實時路徑規(guī)劃和陽自動化研究所研制出2款旋翼無人機，根據其起通信、并且能夠進行人機交互等優(yōu)點，在地震救援飛重量命名為：ServoHeli-40和ServoHeli-100，中發(fā)揮了
3、重要的作用，提高了搜救效率。其主要的差別在于載荷與續(xù)航時間。其主要技術2013年4月20日，四川省雅安蘆山發(fā)生了7.0參數見表1。級地震，中國科學院沈陽自動化所研制的旋翼無人表1旋翼無人機參數表機隨國家地震災害緊急救援隊第一時間趕往救災前線，對災區(qū)地形地貌、受損情況進行空中排查，為ServoHeli-40ServoHeli-100國家地震災害緊急救援隊的搜救工作提供了參考和起飛重量/kg30100依據。自重/kg2070最大載荷/kg10302地震救援用旋翼無人機系統(tǒng)續(xù)航時間/min6090中國科學院沈陽自動化研究所研制的救援旋翼主槳
4、尺寸/m2.153.29無人機（SearchandRescueRotary-WingUAV，發(fā)動機功率/kW5.518.4SR-RUAV）可以進行全自主飛行，系統(tǒng)配裝1個ZENOAH發(fā)動機3W-342兩自由度云臺，并且搭載1個高清晰度攝相機。G800BPNSR-RUAV可以多次起飛執(zhí)行任務，獲取災區(qū)路況、FUTABA驅動器SeikoPS-050災后被毀建筑物分布情況，通過懸停方式對震后BLS255HV危樓進行生命跡象搜索，通過無線通訊方式實時把高分辨影像和圖片傳到地面控制臺，然后通過視覺ServoHeli-40主要用于監(jiān)視，主要載荷為
5、相機，處理系統(tǒng)對獲取圖像進行實時處理進而評估損毀區(qū)可以對損毀后的區(qū)域進行評估和定位。并且由于尺域及位置，這些信息將被傳送給搜救隊提高救援效寸小、重量輕、便于地震搜救隊攜帶，它可以在更率、保障救援任務的安全性。損毀區(qū)域的地理信息貼近損毀處進行操作。ServoHeli-100由于可以攜同時發(fā)送給飛行控制系統(tǒng)，與此同時，SR-RUAV帶更多的載荷（30kg），因此它不僅可以進行監(jiān)視，將會自動地改變搜索策略或者在地面站操縱人員的還可以前往地面交通工具無法到達的災區(qū)進行救援31無人機專題UnmannedAerialVehicle物資和救援機器的
6、輸送。地震救援用旋翼無人機見自主飛行（Semi-autonomousFlight，SAF）、圖1。兩款旋翼無人機使用相同的飛行控制系統(tǒng)。航跡點飛行（Way-pointFlight，WPF）和蛇形飛行（Snake-likeFlight，SLF）。在SAF飛行模式下，機載飛控可保證無人機飛行的高度、適當的速度及位置跟蹤性能，操縱員僅通過傳回的視頻監(jiān)視無人機，通過地面站向飛控發(fā)送速度期望值。WPF模式適用于遠距離搜索，其中路徑點和前向速度由操縱員事先在地面站設定。開啟WPF圖1ServoHeli-40（左）和ServoHeli-100（右）
7、模式后，無人機以設定好的前向速度飛往第一個設置好的路徑點，直到飛抵靠近路徑點的區(qū)域，(2)航電系統(tǒng)之后向下一個路徑點飛去。在深度搜索及特定的航電系統(tǒng)總體結構如圖2所示。系統(tǒng)包括四部長方形區(qū)域下，推薦使用SLF飛行模式。SLF模分：導航單元、飛控單元、視覺單元和地面控制站。式可以遍歷搜索整個區(qū)域，操縱員可以通過地面其中導航單元、3軸加速計、3軸陀螺儀、3軸磁站的Google地圖對真實救援區(qū)域進行測定，此區(qū)力計、GPS模塊和氣壓計集成為INS/GPS組合導域內的建筑高度需小于10m，SR-RUAV默認在航系統(tǒng)，系統(tǒng)刷新率為50Hz；采用擴
8、展卡爾曼濾30m高空飛行，其飛行高度主要取決于相機的分波（EKF）方法進行傳感器數據融合，并對飛行狀辨率。態(tài)進行準確的估計；導航位置精度為0.1m，速度精度為0.1m/s，角速度精度為0.1°；采用商業(yè)攝像機SONYHD
