【科技日?qǐng)?bào)】北理工“新鷹”何以在國(guó)際頂級(jí)無(wú)人機(jī)大賽奪魁
發(fā)布日期：2017-03-27 供稿：科技日?qǐng)?bào) 編輯：楊晶 審核：王征 閱讀次數(shù)：
原文標(biāo)題：北理工“新鷹”何以在國(guó)際頂級(jí)無(wú)人機(jī)大賽奪魁
3月22日,，由北京理工大學(xué)宇航學(xué)院無(wú)人機(jī)自主控制實(shí)驗(yàn)室?guī)熒M成的“飛鷹隊(duì)”歸國(guó),。他們捧回了一個(gè)形狀簡(jiǎn)潔的金色獎(jiǎng)杯,，這是對(duì)冠軍的褒獎(jiǎng),。
行李還擱在實(shí)驗(yàn)室,，媒體已經(jīng)找來(lái),。幾天前,，“飛鷹隊(duì)”在阿聯(lián)酋首都阿布扎比舉行的無(wú)人機(jī)及機(jī)器人領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)賽事中獲得單項(xiàng)冠軍,。
這是他們第一次出征如此規(guī)格的國(guó)際大賽,，仿若一個(gè)名不見(jiàn)經(jīng)傳的青年挑翻了一眾江湖高手,。帶隊(duì)老師坦言，去之前還有些忐忑,，現(xiàn)在知道,，只要潛心把事情做踏實(shí)，自己的技術(shù)也并不落后于國(guó)外,。
66秒鎖定勝局
這一賽事每?jī)赡昱e辦一次,，主辦方為阿聯(lián)酋哈利法大學(xué)，現(xiàn)已發(fā)展成為國(guó)際無(wú)人機(jī)及機(jī)器人領(lǐng)域的頂級(jí)賽事之一,。
本屆賽事共分為初賽,、復(fù)賽和決賽三個(gè)階段，要求參賽者開(kāi)發(fā)出能夠在復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境下自主執(zhí)行任務(wù)的飛行器與地面車輛,。挑戰(zhàn)賽的目的在于創(chuàng)造一款能在模擬災(zāi)難應(yīng)急情形下完成各種任務(wù)的具有較高自主控制水平的交通工具,。
北理工無(wú)人機(jī)自主控制技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)工程師宋韜介紹，比賽場(chǎng)地類似一個(gè)足球場(chǎng),，場(chǎng)內(nèi)行駛著一輛電瓶車,，電瓶車頂上畫(huà)著供無(wú)人機(jī)辨認(rèn)的標(biāo)識(shí)?！氨荣愖钪匾目疾禳c(diǎn),，就是無(wú)人機(jī)的自主性?！彼^“自主”,，就是無(wú)人機(jī)從起飛到降落,，應(yīng)做到無(wú)人干預(yù)。無(wú)人機(jī)起飛后,，會(huì)利用隨身攜帶的攝像頭（光電云臺(tái)）尋找車輛,，將其鎖定，之后展開(kāi)跟蹤,，并判斷出自己和車輛的相對(duì)位置,，尋找合適時(shí)機(jī)降落于車輛頂部的平臺(tái)上。
“著陸的時(shí)候挺危險(xiǎn),，這一項(xiàng)目炸機(jī)率很高,。”北理工無(wú)人機(jī)自主控制技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任林德福教授說(shuō),。一般來(lái)說(shuō),，參賽團(tuán)隊(duì)都帶來(lái)了8架左右的無(wú)人機(jī)，如果訓(xùn)練和測(cè)試中出現(xiàn)什么突發(fā)情況,，還能用其他無(wú)人機(jī)進(jìn)行替補(bǔ),。
因?yàn)闀r(shí)間緊，“飛鷹隊(duì)”一共就準(zhǔn)備了兩架無(wú)人機(jī),。不過(guò),，他們的降落成功率達(dá)到90%以上，就用這兩架無(wú)人機(jī),，“飛鷹隊(duì)”也撐到了最后,。
從現(xiàn)場(chǎng)視頻來(lái)看,，整個(gè)過(guò)程行云流水,、一氣呵成。無(wú)人機(jī)起飛,，發(fā)現(xiàn)目標(biāo),，調(diào)整姿態(tài)，追著車輛而去,，然后下降,、減速，穩(wěn)穩(wěn)降落,。
他們只花了66秒,，和第二名拉開(kāi)了半分多鐘的差距。
多學(xué)科協(xié)同 讓無(wú)人機(jī)“聰明”起來(lái)
一戰(zhàn)成名天下知,。林德?；貞浾f(shuō)，參賽對(duì)手對(duì)他們的表現(xiàn),，既覺(jué)得驚喜,，又深感不可思議,。畢竟，該比賽全球有143支隊(duì)伍報(bào)名參賽,，最終26支世界強(qiáng)隊(duì)進(jìn)入決賽階段,。同場(chǎng)競(jìng)技的，還有卡內(nèi)基梅隆大學(xué),、賓夕法尼亞大學(xué),、帝國(guó)理工等世界名校。
“我們已經(jīng)做了很長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)積累,?！绷值赂Ｕf(shuō)。北理工無(wú)人機(jī)自主控制實(shí)驗(yàn)室就是圍繞無(wú)人機(jī)自主控制,、協(xié)同控制和查打一體化研究做文章,。無(wú)人機(jī)涉及到數(shù)學(xué)、飛行力學(xué),、光電,、圖像處理和通訊等多種學(xué)科，實(shí)驗(yàn)室成為平臺(tái),，聚合校內(nèi)多學(xué)科力量,，牽引無(wú)人機(jī)自主控制能力的提高?！氨崩砉な枪た圃盒?，我們也注重技術(shù)的工程化，因此我們的無(wú)人機(jī)表現(xiàn)出更好的魯棒性和可靠性,?！彼雾w說(shuō)。
為了讓無(wú)人機(jī)有更好的環(huán)境適應(yīng)性,，“飛鷹隊(duì)”考慮良多,。比如，比賽地區(qū)正午太陽(yáng)毒辣,，炫光強(qiáng)烈,，別說(shuō)是機(jī)器，就連人也很難看清楚太陽(yáng)直射下的標(biāo)記,。為了解決這一問(wèn)題,，團(tuán)隊(duì)里做視覺(jué)的博士生用深度學(xué)習(xí)的方法，模擬拍攝諸多強(qiáng)光下的照片,，訓(xùn)練無(wú)人機(jī)進(jìn)行識(shí)別,。再比如，和無(wú)人車不同,，因重量限制,，無(wú)人機(jī)無(wú)法搭載過(guò)于復(fù)雜的器件,。這就對(duì)團(tuán)隊(duì)的算法提出更高要求，他們必須對(duì)軟件進(jìn)行優(yōu)化,，在硬件條件無(wú)法達(dá)到最優(yōu)的情況下,，實(shí)現(xiàn)較高的在線實(shí)時(shí)處理速度。
“這次比賽,，實(shí)現(xiàn)的是人工智能的初級(jí)階段,。”宋韜說(shuō),。具備智能的無(wú)人機(jī),，在未來(lái)的智能交通中可以發(fā)揮更大作用。它能自動(dòng)識(shí)別交通擁堵點(diǎn),，還可以進(jìn)行邊境巡查,，用于森林防火?！皬?fù)雜情況地面救援,，水上船只無(wú)人起降……這些都是應(yīng)用場(chǎng)景，我們正在做相關(guān)研究,?！绷值赂１硎尽?/p>
大賽奪魁,，增強(qiáng)了隊(duì)伍信心,，對(duì)后續(xù)人才培養(yǎng)也有助力。林德福和宋韜已經(jīng)躍躍欲試,，為下一次比賽做準(zhǔn)備,。稍事休整后，團(tuán)隊(duì)將總結(jié)這次比賽中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),，取長(zhǎng)補(bǔ)短之后再出發(fā),?！霸谌斯ぶ悄艿难芯可?，我們要不斷深入。在緊跟國(guó)際目前主流大方向的同時(shí),，通過(guò)多學(xué)科交叉,，開(kāi)拓我們的原創(chuàng)性方向?！绷值赂＿@樣展望,。
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