GB∕T 43668-2024 物流無(wú)人機(jī)貨物吊掛控制通 用要求（正式版）

物流無(wú)人機(jī)貨物吊掛控制通用要求2024-03-15發(fā)布2024-10-01實(shí)施I前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 4一般要求 l5詳細(xì)要求 2ⅢGB/T43668—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由全國(guó)航空器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC435)提出并歸口。本文件起草單位：一飛智控(天津)科技有限公司、中國(guó)航空綜合技術(shù)研究所、上海大學(xué)、西安愛(ài)生技術(shù)集團(tuán)有限公司、北京控制工程研究所、深圳美團(tuán)低空物流科技有限公司、北京理工大學(xué)。1物流無(wú)人機(jī)貨物吊掛控制通用要求本文件規(guī)定了物流無(wú)人機(jī)貨物吊掛控制一般要求及吊掛控制、貨物吊掛狀態(tài)監(jiān)測(cè)、吊掛控制接口、安全防護(hù)等內(nèi)容。本文件適用于物流無(wú)人機(jī)貨物吊掛控制系統(tǒng)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T38152無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)GB/T38911—2020民用輕小型無(wú)人直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)通用要求GB/T38997—2020輕小型多旋翼無(wú)人機(jī)飛行控制與導(dǎo)航系統(tǒng)通用要求3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T38152界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。在物流活動(dòng)中用于貨物運(yùn)輸?shù)臒o(wú)人機(jī)。吊掛控制suspensioncontrol物流無(wú)人機(jī)通過(guò)纜繩點(diǎn)對(duì)點(diǎn)吊裝貨物，保證無(wú)人機(jī)與貨物安全并完成貨物裝卸及運(yùn)輸?shù)目刂品绞健?一般要求4.1控制邏輯物流無(wú)人機(jī)貨物吊掛控制邏輯框圖見(jiàn)圖1,其控制邏輯為根據(jù)獲取的物流無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)、吊掛纜繩狀態(tài)、吊掛貨物狀態(tài)、纜繩收放狀態(tài)和貨物裝卸狀態(tài)，通過(guò)基本飛行控制和吊掛控制對(duì)物流無(wú)人機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、纜繩伺服機(jī)構(gòu)和貨物裝卸機(jī)構(gòu)發(fā)出相應(yīng)指令，實(shí)時(shí)控制物流無(wú)人機(jī)飛行和貨物運(yùn)輸。2控制控制基木飛行控制指令吊掛控制纜繩伺服機(jī)構(gòu)傳感器測(cè)量監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)吊掛纜繩狀態(tài)狀態(tài)反饋吊掛貨物狀態(tài)纜繩收放狀態(tài)貨物裝卸狀態(tài)執(zhí)行圖1物流無(wú)人機(jī)貨物吊掛控制邏輯框圖4.2基本飛行控制物流無(wú)人機(jī)基本飛行控制功能應(yīng)符合GB/T38997—2020中的4.2和GB/T38911—2020中的4.3飛行狀態(tài)監(jiān)測(cè)物流無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)符合GB/T38997—2020中的4.2和GB/T38911—2020中的4.2、4.3對(duì)無(wú)人機(jī)導(dǎo)航功能及性能的基本要求，包括但不限于經(jīng)緯度、高度、加速度、速度、航向、俯仰、橫滾等信息。5詳細(xì)要求5.1吊掛控制要求物流無(wú)人機(jī)起降控制具體要求包括：a)應(yīng)能根據(jù)貨物吊掛狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整飛行控制策略，避免貨物吊掛狀態(tài)突變影響飛行安全和貨物安全；b)起飛時(shí)，應(yīng)保證吊掛貨物緩慢平穩(wěn)離地；c)降落時(shí)，應(yīng)保證吊掛貨物緩慢平穩(wěn)觸地。物流無(wú)人機(jī)吊掛貨物飛行過(guò)程中應(yīng)根據(jù)吊掛貨物的狀態(tài)施加主動(dòng)控制，抑制貨物劇烈擺動(dòng)。具體要求包括：a)起降過(guò)程中貨物在慣性坐標(biāo)系{I}下的由慣性產(chǎn)生的前向(X,)及側(cè)向(Y?)擺動(dòng)角度不宜超過(guò)350°,如圖2a)所示(圖中{B}為機(jī)體坐標(biāo)系),且無(wú)人機(jī)本體高度和姿態(tài)保持精度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，貨物擺動(dòng)不應(yīng)激發(fā)無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)散；b)航線(xiàn)飛行過(guò)程中貨物在慣性坐標(biāo)系{I}下的由欠驅(qū)動(dòng)特性及慣性產(chǎn)生的前向(X?)及側(cè)向(Y?)擺動(dòng)角度不宜超過(guò)30°,如圖2b)所示，且無(wú)人機(jī)本體高度和航線(xiàn)保持精度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，貨物擺動(dòng)不應(yīng)激發(fā)無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)散；c)無(wú)人機(jī)吊掛貨物到達(dá)卸貨點(diǎn)懸停時(shí)，應(yīng)抑制吊掛殘余擺動(dòng)。a)起降過(guò)程b)航線(xiàn)飛行標(biāo)引符號(hào)說(shuō)明：{B}={Xg,Yg,Za}——無(wú)人機(jī)機(jī)體坐標(biāo)系，即無(wú)人機(jī)前向?yàn)閄。軸，側(cè)向?yàn)閅軸，Z。軸為右手原則確定；無(wú)人機(jī)慣性坐標(biāo)系，即X,軸指向赤道和本初子午線(xiàn)的交點(diǎn)，Y,軸與X;Z,平面垂直并符合右手坐標(biāo)系，Z,軸指向地球北極。圖2物流無(wú)人機(jī)吊掛貨物飛行示意圖5.1.3抗擾控制物流無(wú)人機(jī)吊掛貨物在起降及運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)能抵抗由吊掛貨物擺動(dòng)引起的擾動(dòng)，并符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，具體要求包括：a)抵抗吊掛擾動(dòng)時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足無(wú)人機(jī)驅(qū)動(dòng)性能約束；b)應(yīng)能抵抗吊掛貨物因欠驅(qū)動(dòng)特性和慣性引起的持續(xù)擾動(dòng)；c)應(yīng)能抵抗吊掛貨物離地和觸地時(shí)導(dǎo)致負(fù)載變化的突然擾動(dòng)。5.1.4纜繩收放控制纜繩收放控制通常分為由機(jī)載程控的自動(dòng)收放線(xiàn)和由地面遙控的手動(dòng)收放線(xiàn)，放線(xiàn)時(shí)間、收線(xiàn)時(shí)間和控制誤差應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。5.1.5貨物投放控制吊掛貨物的投放控制功能通常分為由機(jī)載程控的自動(dòng)投放和由地面遙控的手動(dòng)投放，具體要求包括：a)應(yīng)能根據(jù)任務(wù)需求選擇無(wú)人機(jī)著陸后卸貨或空投卸貨；b)應(yīng)具備投放區(qū)域和投放高度限制功能，在非緊急情況下不應(yīng)在非設(shè)定投放區(qū)域和高度進(jìn)行貨4物投放；c)空投卸貨后，在不影響飛行和貨物安全條件下，無(wú)人機(jī)高度波動(dòng)范圍不宜超過(guò)2m。物流無(wú)人機(jī)吊掛貨物避障飛行時(shí)應(yīng)注意貨物狀態(tài)，避免障礙物影響飛行安全和貨物安全，具體要求包括：a)應(yīng)規(guī)劃出貨物避障安全運(yùn)動(dòng)軌跡；b)轉(zhuǎn)彎避障飛行中，貨物在慣性坐標(biāo)系{I}下由欠驅(qū)動(dòng)特性及慣性產(chǎn)生的前向(X?)及側(cè)向(Y?)擺動(dòng)角度不宜超過(guò)60°,如圖3所示(圖中{B}為機(jī)體坐標(biāo)系)。標(biāo)引符號(hào)說(shuō)明：{B}={Xμ,Y;,Zg}——無(wú)人機(jī)機(jī)體坐標(biāo)系，即無(wú)人機(jī)前向?yàn)閄g軸，側(cè)向?yàn)閅g軸，Z軸為右手原則確定；無(wú)人機(jī)慣性坐標(biāo)系，即X,軸指向赤道和本初子午線(xiàn)的交點(diǎn)，Y;軸與X?Z,平面垂直并符合右手坐標(biāo)系，Z,軸指向地球北極。圖3物流無(wú)人機(jī)吊掛貨物轉(zhuǎn)彎避障飛行示意圖根據(jù)具體物流運(yùn)輸場(chǎng)景宜具備以下擴(kuò)展功能：a)能夠根據(jù)物流運(yùn)輸需求擴(kuò)展多點(diǎn)運(yùn)輸功能；b)在有效載重范圍內(nèi)，能夠支持一次吊掛多個(gè)貨物。5.2貨物吊掛狀態(tài)監(jiān)測(cè)要求吊掛纜繩狀態(tài)信息通常分為：a)纜繩擺動(dòng)角度；b)纜繩擺動(dòng)角速度；c)實(shí)時(shí)施加給無(wú)人機(jī)的拉力。吊掛貨物狀態(tài)信息通常分為：a)貨物重量；b)貨物相對(duì)于無(wú)人機(jī)機(jī)體的位置；c)其他。5.2.3纜繩收放狀態(tài)纜繩收放狀態(tài)信息通常分為：a)纜繩收放指令接收狀態(tài)；b)收放動(dòng)作狀態(tài)；c)纜繩吊掛長(zhǎng)度；d)纜繩收放故障反饋狀態(tài)。貨物裝卸狀態(tài)信息通常分為：a)貨物裝卸指令接收狀態(tài)；b)貨物裝卸指令執(zhí)行狀態(tài)；c)貨物裝卸故障反饋狀態(tài)。5.3吊掛控制接口要求物流無(wú)人機(jī)貨物吊掛控制接口要求如下：a)應(yīng)符合GB/T38997—2020和GB/T38911—2020的要求；b)機(jī)載各控制接口應(yīng)采取防誤插電氣設(shè)計(jì)和熱插拔保護(hù)設(shè)計(jì)；c)控制接口之間特定通信協(xié)議應(yīng)滿(mǎn)足吊掛控制的功能與性能要求；d)控制指令信息和狀態(tài)反饋信息應(yīng)具備數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能、丟包和錯(cuò)包的監(jiān)控功能。5.4安全防護(hù)要求應(yīng)具備安全裝卸警示功能，如果貨物意外拋放，可