項(xiàng)目背景
無人機(jī)（UAV）技術(shù)目前引發(fā)了全球研發(fā)熱潮。無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展擁有巨大的前景，可應(yīng)用于民用、環(huán)保、軍事等眾多領(lǐng)域。其中，軍事和國(guó)內(nèi)安全領(lǐng)域的應(yīng)用需求已成為推動(dòng)無人機(jī)技術(shù)發(fā)展的核心動(dòng)力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2014年，無人偵察系統(tǒng)的市場(chǎng)需求將超過130億美元。

目前，許多機(jī)構(gòu)都在針對(duì)飛行控制等平臺(tái)技術(shù)以及無人駕駛船艦之間的通信問題來研發(fā)無人機(jī)模擬器和模型。

加拿大國(guó)防研究與發(fā)展局（DRDC）是加拿大國(guó)防部的直屬機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)正在研究無人機(jī)在多種軍事用途中的實(shí)際應(yīng)用問題。DRDC需要特定的研究工具和試驗(yàn)臺(tái)對(duì)他們的運(yùn)行進(jìn)行檢測(cè)，從而進(jìn)一步推動(dòng)其無人機(jī)研究。

項(xiàng)目挑戰(zhàn)
據(jù)國(guó)防部科學(xué)家卡米爾•阿蘭•拉貝斯博士稱，DRDC的終極目標(biāo)是找到在飛行過程中或在故障情況下對(duì)無人機(jī)進(jìn)行重新部署的方法。世界許多軍事研究結(jié)果都表明，無人機(jī)系統(tǒng)故障的主要成因，其中有20%-30%是飛行控制問題。Quanser公司專門致力于高級(jí)飛行控制系統(tǒng)的研發(fā)，力爭(zhēng)解決無人機(jī)故障難題。

如果無人機(jī)受損或需要重新部署，則需要一套新的指令來確定如何恢復(fù)，如何變換方向或者更換目的地等。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，必須在飛行過程中下載新的控制器程序，而且不能有任何延遲和誤差。

Quanser公司專門負(fù)責(zé)開發(fā)相關(guān)軟件，可以在飛行過程中、不穩(wěn)定環(huán)境或者故障情況下更改飛機(jī)的控制命令。研究人員面臨的問題是設(shè)計(jì)出一種適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)架構(gòu)，可確保控制程序順利上載、交換，并同步執(zhí)行，而且不會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能造成負(fù)面影響。

Quanser解決方案
Quanser公司的方案是在UAV平臺(tái)開發(fā)出一套創(chuàng)新型的同步軟硬件套裝產(chǎn)品。這需要使用Quanser公司的可重構(gòu)協(xié)作技術(shù)，可以使無人機(jī)在快速，可靠和安全的飛行過程中實(shí)現(xiàn)重新部署。

針對(duì)該項(xiàng)目，Quanser公司在設(shè)計(jì)軟件程序的過程中特別注重容錯(cuò)度和恢復(fù)能力，確保兩個(gè)控制程序可以無縫轉(zhuǎn)換。此外，Quanser公司還開發(fā)了一個(gè)安全可靠的測(cè)試臺(tái)，用于模擬使用場(chǎng)景。該測(cè)試臺(tái)重量極輕，比傳統(tǒng)無人機(jī)具有明顯優(yōu)勢(shì)。也就是說，該項(xiàng)目涉及多個(gè)方面，一方面Quanser公司需要為DRDC提供軟件工具輔助其研究項(xiàng)目，另一方面還要開發(fā)出相應(yīng)的用于測(cè)試不同應(yīng)用場(chǎng)景的硬件設(shè)備，而且必須在2007年前交付使用。

Quanser公司憑借其控制技術(shù)專家團(tuán)隊(duì)以及實(shí)時(shí)控制軟件，僅用了十二個(gè)月就完成了這個(gè)復(fù)雜的無人機(jī)挑戰(zhàn)項(xiàng)目。Quanser公司提供的完整解決方案包括軟件、原型、硬件研發(fā)，以及模擬和安裝服務(wù)。拉貝斯博士說：“無論從硬件技術(shù)方面，還是軟件技術(shù)角度來說，很少有企業(yè)具備這樣的研發(fā)能力。軟硬件兩方面都具備就更加難得了。”

良好的商業(yè)效益
使用Quanser公司先進(jìn)的飛行控制技術(shù)和測(cè)試臺(tái)，DRDC現(xiàn)在能夠以自己運(yùn)行Quanser軟件以對(duì)無人機(jī)進(jìn)行深一步研究。。DRDC還會(huì)在以后和Quanser公司針對(duì)跨機(jī)械通信技術(shù)領(lǐng)域開展合作。

DRDC表示，Quanser公司的技術(shù)實(shí)力以及產(chǎn)品的商業(yè)程度是合作項(xiàng)目順利完成的關(guān)鍵因素。

Quanser公司的技術(shù)可以幫助各種無人機(jī)項(xiàng)目增強(qiáng)可靠性，提高項(xiàng)目效率，降低項(xiàng)目成本。除了軍事和偵察行動(dòng)以外，其他應(yīng)用領(lǐng)域還包括救災(zāi)、大規(guī)模搜救任務(wù)、以及北極勘探等。

Quanser解決方案的實(shí)施
Quanser公司在自己的Quarc快速控制開發(fā)環(huán)境中研制出了相應(yīng)的模塊，以及可進(jìn)行模型評(píng)估的設(shè)備平臺(tái)，能夠?qū)υ靸r(jià)高、飛行速度快的飛機(jī)上的解決方案進(jìn)行安全、高效地檢測(cè)。首先，Quanser公司根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際需要對(duì)自己的品牌軟件Quarc實(shí)時(shí)軟件進(jìn)行了修改，使其能夠應(yīng)對(duì)在飛機(jī)上布置無人駕駛裝置時(shí)遇到的諸多問題。其次，Quanser還設(shè)計(jì)生產(chǎn)了相關(guān)硬件設(shè)備 - 一臺(tái)輕型運(yùn)載裝置，并且配備Quanser公司的HiQ快速控制研發(fā)和航空電子設(shè)備電路板以及可重構(gòu)飛行控制器。

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