《多旋翼飛行器安全編隊飛行的共享控制方法研究》是依託東南大學，由宋光明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多旋翼飛行器安全編隊飛行的共享控制方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：宋光明
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
多個無人機（Unmanned Aerial Vehicles）組成的機器人系統在執行大範圍的偵察探測、安全巡檢和災後搜救等任務時，具有得天獨厚的優勢。但是鑒於很多實際套用場合的複雜性，碰撞墜落等意外時有發生，對UAV尤其是UAV群採用全自主控制方式並不合適或很難實現。本項目選擇多旋翼飛行器平台，以安全編隊飛行與導航為核心目標，對基於共享控制的多UAV雙邊遙操作方法進行研究與探索。我們針對雙邊遙操作通道的建立、分散式拓撲控制以及失控墜落後的復飛等關鍵問題，提出多UAV雙邊遙作業系統的總體共享控制框架、不依賴於主端集中控制的分散式拓撲控制器以及基於碰撞感知的復位方法。我們通過將操作員的智慧型與UAV群的自主飛行控制能力結合，充分利用操作員與UAV群之間的雙邊互動作用，同時加強UAV自身的碰撞處理能力，期望有效提高多UAV系統在編隊飛行中的穩定性與健壯性，加速這種智慧型系統的實用化進程。
結題摘要
項目研究了多個無人機（Unmanned Aerial Vehicles）安全編隊飛行的雙邊遙操作控制方法，完成了全部研究內容，達到了預期目標，完成的工作主要包括：（1）建立了多UAV 雙邊遙作業系統的總體共享控制框架，提出了位置——速度的工作空間映射方法，解決了主從端運動學/動力學以及運動空間的不匹配問題；（2）提出了分散式阻尼介入方法，解決了非對稱時變時延對雙邊遙作業系統造成的系統性能降低甚至不穩定的問題，克服了傳統波變數方法引入的位置漂移問題；（3）設計了一種分散式拓撲控制器，能夠自主地根據從端障礙物環境狀況動態調整拓撲，同時能及時回響主端操作員的指令；（4）研究了旋翼飛行器飛行過程中的各種碰撞與失控墜落的機理和特性，設計了保護與復位裝置，提高了UAV 自身以及整個系統健壯性；（5）研製了一種具備空中作業能力的小型四旋翼飛行器，設計了重心調節機構，完成了空間物體抓取任務，進一步拓展了旋翼型飛行器可完成的任務類型。 項目發表論文27篇，其中SCI收錄9篇，EI收錄27篇，申請發明專利30項，其中已授權23項，培養博士後1名，博士生5名，碩士生9名，負責人獲國家技術發明獎二等獎1項（第二），江蘇省科技進步獎一等獎（第二），教育部技術發明獎一等獎1項（第三）。
