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新華網消息,英國《新科學家》網站11月10日報道,近地面飛行是飛行員的夢想:建築物、樹木和電纜都可能導致飛行提前結束。然而,美國工程師如今研制出第一架能夠低空飛行並繞過這些障礙物的大型無人直昇機。
無人駕駛飛行器(UAV)擁有這種能力後,將有助於在城區開展軍事行動和災後搜救工作。
大多數無人駕駛飛行器根本不具備識別並躲避障礙物的能力———這是它們不得在民用空域飛行的重要原因。
但現在,一架雅馬哈公司制造的商務民用無人駕駛直昇機,經過匹茲堡卡內基-梅隆大學的工程師改裝後,能夠識別到其飛行時遇到的障礙物。
這架直昇機的『眼睛』是一臺為其量身定做的三維激光掃描儀,可以在3.5米長的機身前方沿橢圓形軌道進行掃描。像150米外的電線這樣很難被發現的物體都可以被這臺掃描儀探測到。
這架直昇機采用兩套導航方案。首先,根據現有三維地圖、通過一套遠程航線規劃算法計算出一條避開建築物、樹木等較大障礙物的基本路線。該三維地圖可以預載,也可以在直昇機探測新地區時臨時制作。
當飛機沿某一航線飛行時,其掃描儀將搜尋其他障礙物。一旦新障礙物出現,飛機將轉而采用本地航線規劃系統,繪制繞行的航線。無人駕駛直昇機從兩個障礙物之間穿過時,機身兩側與建築物之間的空隙最小只有3米左右。
輪式機器人曾成功運用這套由兩部分構成的導航方案,而激光掃描儀的研發使飛行器運用這套方案成為可能。
研究者是在佐治亞州本寧堡的一個虛擬城市環境中測試這架直昇機性能的。這個虛擬的環境包括建築物和僅有6毫米粗的電線。在700次試飛中,這套系統時速可達36公裡、飛行高度在5-11米的情況下成功地為直昇機導航。
瑞士聯邦理工學院工程師祖弗雷說:『如果你看到的是一般的無人駕駛飛行器,它們都不能在低空繞過障礙物飛行。大多數都在不受約束的高空飛行。因此,嘗試靠近障礙物、靠近城市環境、靠近人群具有很廣泛的應用意義。』
該項目負責人、卡內基-梅隆大學機器人專家桑吉夫·辛格說,此次研究源於國防部高級研究計劃局的一項現已廢棄的計劃。
該研究小組還研制出一架具有相同功能的袖珍無人機。這架僅重1.5公斤的四旋翼直昇機擁有自己的袖珍激光掃描儀。
他們希望最終能將這種技術應用到正常大小的直昇機上,從而作為無人空中救護車從戰場上救回受傷的軍人。