旋翼无人机在雅安地震救援中的应用

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1、UnmannedAerialVehicle无人机专题旋翼无人机在雅安地震救援中的应用■杨丽英宋大雷中国科学院沈阳自动化研究所1引言引导下执行任务。根据地形条件和任务情况，SR-地震是地壳快速释放能量过程中造成振动，常RUAV可以进行半自主或全自主飞行。对于第一次能引发巨大灾害，因此会造成严重人员伤亡。例如，大范围搜索，建议采用全自主飞行模式。半自主飞2003年12月26日，伊朗巴姆发生6.8级地震，行模式更适合对某些特定的小范围区域的搜索，并造成4万人死亡；2008年5月12日，中国汶川且在搜索过程中由于人的监督效率会进一步提高。发生

2、8.0级地震，造成6.9万余人死亡。地震发生后，优越的操纵性能使得SR-RUAV在低空遥感和评估效率是救援过程中最重要的因素。随着无人机技术任务中体现出巨大的优越性。整体系统介绍如下：的不断发展，无人机已经进入地震救援领域。旋翼(1)旋翼无人机本体无人机由于具有便携性、较强的容错能力、可以自在国家科技支撑计划的资助下，中国科学院沈动监测和评估损伤情况、能够进行实时路径规划和阳自动化研究所研制出2款旋翼无人机，根据其起通信、并且能够进行人机交互等优点，在地震救援飞重量命名为：ServoHeli-40和ServoHeli-100，中发挥了

3、重要的作用，提高了搜救效率。其主要的差别在于载荷与续航时间。其主要技术2013年4月20日，四川省雅安芦山发生了7.0参数见表1。级地震，中国科学院沈阳自动化所研制的旋翼无人表1旋翼无人机参数表机随国家地震灾害紧急救援队第一时间赶往救灾前线，对灾区地形地貌、受损情况进行空中排查，为ServoHeli-40ServoHeli-100国家地震灾害紧急救援队的搜救工作提供了参考和起飞重量/kg30100依据。自重/kg2070最大载荷/kg10302地震救援用旋翼无人机系统续航时间/min6090中国科学院沈阳自动化研究所研制的救援旋翼主桨

4、尺寸/m2.153.29无人机（SearchandRescueRotary-WingUAV，发动机功率/kW5.518.4SR-RUAV）可以进行全自主飞行，系统配装1个ZENOAH发动机3W-342两自由度云台，并且搭载1个高清晰度摄相机。G800BPNSR-RUAV可以多次起飞执行任务，获取灾区路况、FUTABA驱动器SeikoPS-050灾后被毁建筑物分布情况，通过悬停方式对震后BLS255HV危楼进行生命迹象搜索，通过无线通讯方式实时把高分辨影像和图片传到地面控制台，然后通过视觉ServoHeli-40主要用于监视，主要载荷为

5、相机，处理系统对获取图像进行实时处理进而评估损毁区可以对损毁后的区域进行评估和定位。并且由于尺域及位置，这些信息将被传送给搜救队提高救援效寸小、重量轻、便于地震搜救队携带，它可以在更率、保障救援任务的安全性。损毁区域的地理信息贴近损毁处进行操作。ServoHeli-100由于可以携同时发送给飞行控制系统，与此同时，SR-RUAV带更多的载荷（30kg），因此它不仅可以进行监视，将会自动地改变搜索策略或者在地面站操纵人员的还可以前往地面交通工具无法到达的灾区进行救援31无人机专题UnmannedAerialVehicle物资和救援机器的

6、输送。地震救援用旋翼无人机见自主飞行（Semi-autonomousFlight，SAF）、图1。两款旋翼无人机使用相同的飞行控制系统。航迹点飞行（Way-pointFlight，WPF）和蛇形飞行（Snake-likeFlight，SLF）。在SAF飞行模式下，机载飞控可保证无人机飞行的高度、适当的速度及位置跟踪性能，操纵员仅通过传回的视频监视无人机，通过地面站向飞控发送速度期望值。WPF模式适用于远距离搜索，其中路径点和前向速度由操纵员事先在地面站设定。开启WPF图1ServoHeli-40（左）和ServoHeli-100（右）

7、模式后，无人机以设定好的前向速度飞往第一个设置好的路径点，直到飞抵靠近路径点的区域，(2)航电系统之后向下一个路径点飞去。在深度搜索及特定的航电系统总体结构如图2所示。系统包括四部长方形区域下，推荐使用SLF飞行模式。SLF模分：导航单元、飞控单元、视觉单元和地面控制站。式可以遍历搜索整个区域，操纵员可以通过地面其中导航单元、3轴加速计、3轴陀螺仪、3轴磁站的Google地图对真实救援区域进行测定，此区力计、GPS模块和气压计集成为INS/GPS组合导域内的建筑高度需小于10m，SR-RUAV默认在航系统，系统刷新率为50Hz；采用扩

8、展卡尔曼滤30m高空飞行，其飞行高度主要取决于相机的分波（EKF）方法进行传感器数据融合，并对飞行状辨率。态进行准确的估计；导航位置精度为0.1m，速度精度为0.1m/s，角速度精度为0.1°；采用商业摄像机SONYHD