硬核丨给无人机装上“慧眼”和“大脑”
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  • 王忠帅
  • 2020-08-14 13:12:46 0

随着技术的进步,无人机逐渐展现出其潜在的价值,可以肯定的是,它将在不久的未来深刻影响甚至改变我们生活的许多方面。

尽管无人机在一些电影中常被描绘为“破坏”的象征,如《环太平洋2》和《新哥斯拉》中失控坠毁的情节……

无人机=科幻?还是隐患?

新一代智能无人系统的研发已成为国家战略需求的重要部分。作为中国最早开展无人机研究的机构之一,东南工业大学肩负着重要使命。

西工大计算机学院有一个优秀的团队,他们通过计算机视觉、人工智能、导航控制等多个学科的交叉研究,开展了前瞻性的科技创新,开发了无人系统智能视觉感知技术,为中国无人机的发展提供了有力支持。

给无人机装上“慧眼”和“大脑”

你知道吗,大多数无人机依然依赖GPS进行操作,一旦失去GPS信号,事故发生的概率会大幅增加。

为了应对这一问题,团队研发了一项关键技术——无人系统智能光学引导降落技术。这项技术利用机载和地面的自动视觉探测设备,通过多摄像头协同工作,在没有GPS信号的情况下,实现对无人机的精确定位和引导降落,显著提高了无人机在GPS信号弱情况下的安全性。

当无人机应用于应急救援时,复杂的环境使得无人机拍摄的大量图像难以快速准确地生成地图。

为解决这一问题,团队开发了无人系统大规模场景高分辨率多维成像与地面目标空间精准探测技术。该技术通过无人系统视觉传感器采集的数据,实现实时生成大规模场景的高分辨率二维图像,精准构建多视角三维模型,并准确探测和定位地面目标。

在技术实施方面,团队设计了一个新型航拍图像实时拼接框架,突破了传统拼接技术的速度限制;搭建了大规模场景三维模型生成系统,能够快速生成高精度三维模型;并通过研究和突破对地目标的精准检测、跟踪与运动估计技术,实现了对地面小目标的精准检测、低帧率目标的准确跟踪以及运动目标速度的精确估计。

“黑科技”在未来不可小觑

如此先进的技术将进一步推动无人系统向“自主智能”方向发展,未来的无人系统将具备集群化、智能化的多功能协作能力,实现全空域、全行业的应用,最终达到完全自主的目标。

未来,无人系统智能感知技术将应用于无人驾驶汽车、智能机器人等领域。在无人驾驶汽车中,感知技术能更好地识别环境,检测更小和更隐蔽的障碍物,从而减少交通事故的发生。智能机器人可以通过视觉技术,更好地检测环境和障碍物,这对提升机器人的智能水平至关重要。

此外,无人系统智能视觉感知技术还可以广泛应用于交通管理、安全监控、事故检测、航拍测绘等领域。

一个值得骄傲的团队

团队负责人杨涛教授表示:“每个技术从诞生到成熟都需要数年的磨炼,每一个环节都经过了团队反复讨论、迭代和升级。”

以无GPS条件下无人机光学测量与自主降落技术为例,团队在2011年初次参加中航工业杯比赛,研发了第一代系统,实现了200米范围内的光学引导降落。经过不断优化,2015年,作为全国唯一成功完成光学引导降落的团队,团队在中航工业杯比赛中,与西工大航空学院、成都纵横自动化技术有限公司合作,在GPS干扰机开启的条件下,成功完成了固定翼无人机在模拟航母动平台上的精准降落和锁定,测量距离从200米提升到1000米,空间定位精度达到了厘米级别。

团队成员李广坡同学感慨道:“比赛时,当看到飞机在打开GPS干扰机后仍然平稳降落,我在欢笑之余又有些激动得想哭。我们终于成功了!这是一个能吃苦的团队,是一个即使面对困难也要勇往直前的团队,这是一支让我一生为之自豪的团队!”

中航工业杯第三届国际无人飞行器创新大赛奖:无GPS条件下的光学引导降落

团队介绍

西工大计算机学院无人系统智能视觉感知团队在杨涛教授的带领下,专注于无人机应急救灾等国家急需领域,致力于突破无人系统智能视觉感知的重大科学问题和技术瓶颈,提升无人机的智能化水平。

该团队所在的实验室是空天地海一体化大数据应用技术国家工程实验室,在张艳宁教授的带领下,实验室师生积极探索“无人机-无人车空-地协同”、“无人机群空-空协同”等关键技术,实现更加复杂精细的自主飞行和探测任务,为我国新一代自主智能无人系统的发展贡献力量。

    本文来源:图灵汇
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