惯性传感器应用：救灾救援机器人已投产

【慧聪消防网】一种名为“旋翼飞行机器人”的空中多功能自主飞行机器人最近在中科院沈阳自动化研究所研制成功。“5月12日，这种飞行机器人已经在北京完成地震废墟搜救实战演习，目前可以小批量投入生产。”中科院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室研究员吴镇炜说。

“旋翼飞行机器人”有大小两款，外形与直升机酷似，机器人前下部装有摄像设备，顶部旋翼直径超过3米，机器人长度约有3米。

吴镇炜介绍，去年汶川特大地震时，前48个小时内，由于道路、通讯等完全中断，许多重要的信息无法获得，直接影响到救灾的效果，新研制成功的飞行机器人可以在山区完成重要信息的搜集、重要物资的运送和临时通讯平台的搭建等多种功能，为抗震救灾提供有效支持。

飞行机器人以普通汽油作为燃料，根据配置不同，市场价格最低为70万元、最高为200万元。

大地震发生后不能马上获取详细灾情，是救灾救援的国际性难题。如今，这一难题在我国得到破解：我国自主研制的“救灾救援危险作业机器人”日前在北京成功完成了废墟搜救实战演习，今后可以示范应用、大显身手了。

5月12日在国家地震救援紧急训练基地内进行的实战演习中，40kg级旋翼飞行机器人的精彩表演让观者拍手叫绝：在指挥部下达废墟搜索命令后，该机器人成功完成自主起飞、空中悬停、航迹点跟踪飞行、超低空信息获取、自主降落等科目，实现了对地震废墟区域的快速信息获取与实时影像回传。

“救灾救援危险作业机器人”项目为国家863计划重点项目，由中科院沈阳自动化所机器人学国家重点实验室与中国地震应急搜救中心联合承担。

与其它机器人相比，有啥不一样？

看起来，旋翼飞行机器人整个外形与直升机酷似。机器人前下部装有摄像设备，顶部旋翼直径超过３米，机器人长度约有3米。

中科院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室研究员吴镇炜介绍，灾情发生后，最重要的是能快速获取受灾情况，传回灾情现场的实时图像。有时候还需要进行应急物品投放。

与固定翼相比，旋翼飞行机器人有两大优势：可以较长时间定点悬停，进行超低空飞行，获取感兴趣区域（目标地）的详细影像资料；能够垂直自主起飞降落，不需要跑道，对起飞场地没有特殊要求，一般3米×3米见方就可实现起飞。

机器人在救灾时遭遇最大的挑战?

“旋翼飞行机器人”有大小两款，较大的机器人起飞重量120公斤，有效载荷40公斤，最大巡航速度每小时100公里，最大续航时间４小时，最高可在高度3000m高空（海拔）飞行，抗风能力不小于6级。较小的机器人起飞重量40公斤，有效载荷15公斤，最大巡航速度每小时70公里，最大续航时间2小时。

吴镇炜介绍，从控制功能角度来看，“旋翼飞行机器人”可实现自主起飞、自主降落、航迹定速跟踪，可在线改变航迹点，其中最核心的是保持其高可靠性。

“试验中遇到的最大挑战来自风扰。”吴镇炜表示，风和地域有关，而且风力强度与风向并不固定，因此需要通过在线主动建模技术，实现对扰动的估计与抑制，以防机器人坠毁。

机器人怎么实现精准作业？

“飞行机器人在空中可以实现全自主飞行，无需人员驾驶和操控，设定目标坐标后，它可以自主起飞、自主降落、自主巡航。”吴镇炜说，飞行机器人由机器人学国家重点实验室历经近４年时间自主研发成功，技术水平已经达到国际同期先进水平。

他介绍，在完成地震废墟搜救实战演习后，目前这两种飞行机器人已可小批量投入生产。

吴镇炜向记者介绍，由于不同任务对精准度的要求不同，因此可以使用不同的传感设备，实现更精确的观测。他举了个例子：过去用飞机往农田、林区喷洒农药时，很多时候没有目标性。而在飞行机器人上装上合适的传感设备，最高可实现定位精度在一米以内，从而实现对需求区域的精准喷洒。

此外，这种机器人挂载视频设备，便可用于地震、水灾、火灾灾情的快速调查救援，实现精确灾情勘测，并可实现重要设施连续监控，对输电线路、输油管线进行巡查，交通信息检测与管制，森林火灾监控以及航空地图测量等；挂载气体检测设备，可实现对化工厂等场所有毒气体浓度进行监测，也可对大气进行成分检测，分析大气层状况等；挂载通讯转发设备，就能实现区域性空—地、空—海通讯中继等。另外，这种机器人还可以应用于航空遥感、国土监察、城市规划、水利建设、林业管理、空中侦察、影视航拍、广告摄影、气象遥感等领域。