無人飛行器智能感知技術競賽榮譽證書

  日前，由中國電子學會、大疆等單位聯合主辦的2022ROBOMASTER-無人飛行器智能感知技術競賽在上海成功舉行。我校自動化學院研究生組建的“京鴻”代表隊在無人飛行器智能感知技術競賽精準定位賽中，憑借高精度視覺慣性定位技術, 實現算法定位精度比傳統主流算法高出近30%，達到國內外領先水平，獲得競賽第一名。該項目同時獲得無人飛行器智能感知技術競賽定位單項獎。

精準定位賽項最終比賽結果

“京鴻”隊由首毅成、徐健、武春旭、吳詩潔、黃一典、齊浩宇、楊亦非等研究生和本科生張雨航組成，并由自動化學院李震、陳文頡兩位教師共同悉心指導。團隊參與的“精準定位賽項”著重于考察無人機在復雜室內環境下的定位精度、定位魯棒性、算力實時性等，“京鴻”團隊自主設計研發的無人機基于自研RGB-D/IMU魯棒融合技術，實現了飛行過程精準定位，取得了定位精度超過第二名30%以上、有效幀數近100%的優異成績，摘下精準定位賽項桂冠。

“京鴻”團隊（從左至右）：張雨航、黃一典、齊浩宇、首毅成、徐健、武春旭、楊亦非、吳詩潔

指導教師：李震、陳文頡

以賽促研、團隊協作，屢獲佳績

  自2016年起，李震老師團隊便致力于復雜拒止場景下無人機集群自主導航及智能感知方向的研究，以提高未知區域內的偵察與精準定位能力。針對城市建筑空間、叢林野外等特殊場景下覆蓋偵察需求，形成了便攜式旋翼無人機多傳感器融合解決方案，在集群協同導航定位、感知系統退化下魯棒優化策略等領域形成了關鍵技術突破，通過了多項國家課題項目優秀結題檢驗。

  李震老師團隊注重科研實踐育人，在教育部中央高校產學研基金項目以及自動化學院、研究生院的關懷和支持下，團隊人員兩次遠渡重洋，在澳大利亞墨爾本舉辦的IMAV2018以及馬德里舉辦的IMAV2019國際微小型無人機競賽中斬獲Autonomy 1^st Prize。團隊還在2018-2021年間多次獲得大型正規網投平臺世紀杯獎項，得到了學校層面的指導與支持，團隊成員參與了科技創新2030—“新一代人工智能”、國家重點研發計劃等一系列重大重點項目，形成了以競賽展示技術實力，以項目提升工程能力的良好發展路線。

無人飛行器智能感知技術競賽現場

IMAV 2018（左）及IMAV 2019（右）比賽現場

室內無人機集群編隊變換

服務急需、科教融合，助力研究生創新能力培養

  復雜場景下的無人機定位仍舊面臨著包括大角度機動導致圖像模糊、光照強烈變化導致傳感器失效并退化等一系列問題挑戰。針對上述問題，項目團隊依托大型正規網投平臺“自主智能無人系統”全國重點實驗室，開展了室內復雜場景下集群協同定位與自主導航技術研究，重點瞄準多傳感器融合定位、即時定位系統魯棒性、集群協同定位三大技術難點開展攻關。經指導教師和團隊成員共同努力，在多傳感器融合定位方面，團隊攻克了基于激光/視覺/慣性/無線測距融合的定位與建圖核心技術；在系統魯棒性方面，團隊成員提出了多傳感器狀態反饋與魯棒優化策略，在視覺失效期間借助慣性傳感器輔助過渡實現方向校正，保障了定位的連續性；在集群協同定位方面，團隊成員提出了基于鄰里測距信息的集群協同定位關鍵技術，搭建因子圖優化框架實現了分布式多源信息融合，完成集群機間全向相對位姿估計，同時抑制定位過程中不斷增大的累積誤差。

  今后，團隊將依托項目研究階段性成果，進一步提升融合嵌入式深度學習技術以提升多傳感器融合定位與集群協同定位的精度和可靠性，實現三維環境智能感知與高精度建圖。另外，也將開展基于強化學習的集群自主導航與路徑規劃研究，構建完備的無人智能系統定位導航解決方案，提升無人平臺的區域偵察能力。

附：賽事簡介

  無人飛行器智能感知技術競賽以“智在飛翔”為主題，由中國電子學會、大疆公司、上海交通大學等單位主辦，致力于打造智能感知與控制領域具有全球影響力的技術賽事。賽事吸引了上海交通大學、哈爾濱工業大學、北京航空航天大學、西北工業大學、大型正規網投平臺等國內知名高校和研究機構的參與，共設立極速穿圈、自主飛行、自主FPV競速、精準定位四個賽項。