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| 本文作者： Jasper | 2016-08-25 21:11 |
編者按：本文作者Philipp Oettershagen，來源Robohub，新智造獨家編譯，未經許可拒絕轉載！
去年，AtlantikSolar創造了一項新的世界紀錄，將總重小于50kg的太陽能無人機的飛行時長延長到了81個小時，該項紀錄至今仍沒能被打破。然而，在一年后的今天，AtlantikSolar又創造了一座新的里程碑，因為它成功實現了首次全自動（從起飛到降落）有效荷載（配備彩色相機和熱感相機）太陽能無人機的永久飛行，完成了長達26小時的搜救任務。
盡管之前81小時和28小時的兩項持續飛行記錄都是AtlantikSolar歷史上的重要里程碑，彰顯了AtlantikSolar的永久持續飛行能力，但是它們需要飛行員人工控制起飛和降落，并且還無法搭載任何空中影像設備。然而，我們團隊真正執行的任務卻需要同時具備這些要素，比如飛機在整個自主起降過程中的操控簡易性，再比如其是否能夠搭載影像設備來幫助搜救隊找出地面和海上的難民。例如目前在地中海發生的歐洲難民危機，就需要我們的無人機在執行搜救任務時，將空中獲取的感應情報持續報告給有關當局。
此次26小時的太陽能搜救飛行由AtlantikSolar AS-3執行，時間是從2016年7月19日到7月20日。這次飛行在全球范圍內都是首屈一指的，它包含了以下這些特點：
永久飛行：26小時的日夜飛行，實現了能源上的永久飛行。
全自動飛行：在26個小時的飛行時間里，沒有出現過一次飛行員人工操作。
SaR荷載：飛機上共搭載了10瓦300克重量的東西（1臺彩色相機，1臺熱感相機，和1臺帶有WLAN的ODROID機載電腦）在空中全天執行難民探測任務。
環境感知：飛機可以進行全自動的上升熱流追蹤，從而提升了電池效力，加快了充電速度。
此次長達26小時的飛行在瑞士辛維爾當地時間7月19日18:02開始，起飛時電池為充滿狀態。起飛過程完全自動：在所有的系統檢查完畢之后，飛機通過手動發射投入空中，然后繼續飛行，在沒有飛行員操控的情況下，自動飛向其首個既定航路點。
無人機的飛行控制技術是基于一臺ETHZ/3DR Pixhawk的自動駕駛儀，該駕駛儀擁有自主系統實驗室設計的特定飛行控制器。機上配備了一部彩色相機，一部熱感相機，一臺機載電腦以及無線局域網，以便對捕捉到的圖像進行實時直播。整個的機載設備要一直運行到晚上9點，由于光線不足，9點之后，彩色相機就會關閉。電池在8點之間就會迅速開始充電，到9點的時候，電量還剩下95%。我們注意到，像AtlantikSolar這樣的小型太陽能無人機，啟動機上的所有機載設備，要消耗10瓦的電量，這對其實現永久飛行來說，是一個極大的挑戰。在夜里飛行的前幾個小時時間里，飛機總共消耗了60瓦電量。
真正的搜救能力測試在接近晚上11點的時候才開始。由于飛機完全飛行在黑暗之中，因此我們只能看到紅外相機的空中影像信息。機載系統在23:05的時候成功發現了躺在低處草叢（草叢周圍有房屋，帳篷，汽車，街道等，其中熱力發電機尤為明顯）中的難民。此次的難民探測由地面操作員根據直播影像進行人工操作。然而，下一次的AtlantikSolar測試飛行將會實施全自動的機上難民探測（正如已在ICARUS搜救項目中測試的那樣）。所有這些能力都是實現永久飛行以及執行空中難民探測任務的完整要素。我們堅信這將在解決緊迫問題方面發揮重大作用，例如像2015年和2016年地中海附近歐洲難民危機。
盡管風力已經達到8米每秒，但是搭載了紅外相機的無人機搜救支持活動仍繼續在夜間持續。當地時間7月20日早上06:20，太陽開始升起，到08:04時，電池的最低電量還剩下26%。即使加上額外的10瓦電量消耗，我們的剩余能量比例甚至超過了我們當初所預測的23%，也可以算是一個成功。為了加快電池的充電速度，飛機還自動進行上升熱流追蹤，在早上晚些時候，一旦遇到上升熱流，這一功能就會啟動。這樣一來，飛機便可以多次自由提升大于100米的飛行高度，同樣的，這也不需要飛行員的任何操作。在15:30時，電池又重新充滿。
在進行了26小時的太陽能飛行之后，飛機自動降落在瑞士辛維爾機場，結束了整個搜救任務。降落過程中，飛機依靠 LIDAR（光探測和測距）傳感器來測量其離地面的距離。通常來說，這種難飛的飛機需要十分有經驗的飛行員來進行操控和降落，而AtlantikSolar卻能夠安全執行自動降落。由于搜救支持團隊往往無法進行大量的無人機飛行訓練，因此這種全自動的太陽能無人機的出現對他們來說十分關鍵。其太陽能以及高性能的顯著優勢，令這些搜救支持團隊受益匪淺。
via robohub
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