圖為復(fù)雜環(huán)境下空對(duì)地目標(biāo)感知。西北工業(yè)大學(xué)供圖

  據(jù)介紹,在執(zhí)行偵察任務(wù)中,無人機(jī)就像翱翔云端的“蒼鷹”,然而從數(shù)百米高空俯瞰,地面目標(biāo)往往微若塵埃,畫面模糊、特征極弱,一旦目標(biāo)遁入樹林、躲進(jìn)暗巷,傳統(tǒng)跟蹤系統(tǒng)便極易因“看不清、追不準(zhǔn)、認(rèn)不出”而“掉鏈子”。“目標(biāo)太小看不到、軌跡彎繞追不準(zhǔn)、消失再現(xiàn)認(rèn)不出”,團(tuán)隊(duì)針對(duì)這三道“坎”逐一攻克。

  弱小目標(biāo)看得見——團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一套“智能聚焦”機(jī)制,如同給系統(tǒng)配了一副能自動(dòng)對(duì)焦、濾霾的“神奇眼鏡”,即便天氣惡劣、圖像模糊也能清晰還原目標(biāo)輪廓與細(xì)節(jié)。同時(shí),通過輕量化優(yōu)化,確保在無人機(jī)機(jī)載設(shè)備上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理。

  復(fù)雜軌跡追得準(zhǔn)——針對(duì)地面目標(biāo)行蹤飄忽不定、傳統(tǒng)“直線外推”邏輯遇上復(fù)雜路線便失效的難題,團(tuán)隊(duì)研發(fā)了軌跡預(yù)測(cè)模塊,既能回溯目標(biāo)走過的路徑,又能前瞻下一步去向,“瞻前顧后”相互印證,讓預(yù)判更加精準(zhǔn)可靠。

  拒止環(huán)境記得住——團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用“地理定位”取代“人臉識(shí)別”,系統(tǒng)通過整合無人機(jī)飛行高度、GPS坐標(biāo)、攝像頭姿態(tài)等多種信息,將畫面像素實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為真實(shí)地理坐標(biāo),即便在目標(biāo)消失或GPS拒止環(huán)境下,仍能利用實(shí)景匹配與軌跡推算鎖定位置,當(dāng)目標(biāo)重新出現(xiàn),系統(tǒng)綜合位置、運(yùn)動(dòng)習(xí)慣、行走姿態(tài)等線索立刻“對(duì)上號(hào)”。

圖為目標(biāo)地理定位與運(yùn)動(dòng)信息解算演示。西北工業(yè)大學(xué)供圖

  為驗(yàn)證系統(tǒng)效果,團(tuán)隊(duì)自主建立了涵蓋城區(qū)、山區(qū)、沙漠等多種地形的無人機(jī)視頻數(shù)據(jù)集,覆蓋低、中、高空等多種飛行高度,全面檢驗(yàn)系統(tǒng)可靠性。團(tuán)隊(duì)依托該技術(shù)獲得多個(gè)國(guó)家級(jí)創(chuàng)新比賽第一名或一等獎(jiǎng),核心模塊在多個(gè)有無人機(jī)部署應(yīng)用。同時(shí),已與相關(guān)一線部門展開合作開發(fā),持續(xù)深化推進(jìn)。

  在城市的十字路口與大型商圈,地面交通監(jiān)控與低空巡邏無人機(jī)雖已廣泛應(yīng)用,卻長(zhǎng)期處于“各自為戰(zhàn)”的狀態(tài)。地面攝像頭視角受限,高空設(shè)備則因成像差異難以與地面畫面融合,即便強(qiáng)行整合,高昂的算力成本與上百毫秒的延遲,也往往讓應(yīng)急指揮錯(cuò)失處置良機(jī)。

圖為多視角協(xié)同道路目標(biāo)感知。西北工業(yè)大學(xué)供圖

  如何破解這一難題?團(tuán)隊(duì)的答案是:讓高點(diǎn)設(shè)備與地面攝像頭“說同一種語言”,從被動(dòng)記錄走向主動(dòng)預(yù)判、提前預(yù)警。

  該系統(tǒng)的核心創(chuàng)新在于摒棄傳統(tǒng)的“外貌認(rèn)人”思路,轉(zhuǎn)而采用基于空間的“靠位置對(duì)號(hào)入座”方案。這一變革有效解決了因高空與地面視角差異導(dǎo)致的車輛外觀特征不一致難題。通過統(tǒng)一空間語言實(shí)現(xiàn)了對(duì)同一目標(biāo)的跨視角精準(zhǔn)鎖定。此外,團(tuán)隊(duì)還專門研發(fā)了“防畸變修補(bǔ)方案”,確保高點(diǎn)設(shè)備在極速機(jī)動(dòng)狀態(tài)下系統(tǒng)依然能夠保持穩(wěn)定運(yùn)行。

  有了統(tǒng)一的“語言”,系統(tǒng)便能無縫銜接不同設(shè)備的目標(biāo)信息,真正實(shí)現(xiàn)“全城接力、永不掉線”。無需大規(guī)模更換現(xiàn)有設(shè)備,通過算法與軟件升級(jí),原有普通攝像頭便能“老樹發(fā)新芽”,以極低成本實(shí)現(xiàn)智能化躍升。

  區(qū)別于傳統(tǒng)監(jiān)控“只記錄、不干預(yù)”的被動(dòng)模式,空地協(xié)同感知系統(tǒng)更像一位隨時(shí)待命的“預(yù)警指揮官”,持續(xù)研判路口人流、車流動(dòng)態(tài),一旦預(yù)判潛在風(fēng)險(xiǎn),即刻主動(dòng)推送疏導(dǎo)建議并鎖定危險(xiǎn)區(qū)域,大幅壓縮響應(yīng)時(shí)間,實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)防控“搶先一步”。

  從硬核技術(shù)到智慧方案,西工大無人系統(tǒng)智能感知與認(rèn)知團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)守“讓有用的科技真正落地”的初心持續(xù)深耕。未來,團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)推動(dòng)更多創(chuàng)新成果在應(yīng)急救援、智慧交通、低空安防等領(lǐng)域落地生根,為社會(huì)安全與智慧發(fā)展貢獻(xiàn)更多“西工大力量”。(完)

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