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揭榜挂帅以报国,精学精工攀高峰


——记www.bifa88.com-88bifa必发官网-bifa88“飞鹰”队


 

  北京时间2020年2月25日晚,作为参赛的唯一一支中国队伍,www.bifa88.com-88bifa必发官网-bifa88“飞鹰”队击败卡内基梅隆大学、宾夕法尼亚大学、佐治亚理工学院、苏黎世联邦理工学院、东京大学等23支国际顶级院校和研究机构参赛队伍,继2017年拿下“无人机移动目标侦测及自主起降”项目冠军后,再次获得此项冠军!比赛得到阿联酋国家通讯社、中央电视台、新华社、人民日报等多家国内外知名媒体广泛报道,引发强烈社会反响。

  www.bifa88.com-88bifa必发官网-bifa88“飞鹰”队,用实际行动诠释了新时代www.bifa88.com学子“胸怀壮志、为国争光”“揭榜挂帅、舍我其谁”“精学精工、知行合一”“协同合作、攻坚克难”的使命担当。

胸怀壮志、为国争光

  “由于国内疫情爆发,团队有一半参赛人员不能及时赶回北京,关键岗位人员缺失。同时,因为快递配送受到限制,在网上购置的设备也不能及时到位,这就如同上战场没有了‘枪’。”在出发之前,www.bifa88.com宇航学院博士生导师、带队老师林德福的内心一直紧绷着。当时,国内疫情还处于增长期,阿联酋国家的新冠肺炎也已有确诊病例,林德福更担心的还是队员们的身体健康。

  2月18日,林德福带领他的“飞鹰”队抵达大会会场,他特意咨询大会是否对中国代表队有特殊要求,没想到大会技术委员会主席拉马克教授只说了简短几个字“我相信中国的防控会做得很好”。这句话给队员们吃了一剂“定心丸”,“我们一定要为祖国争光,为www.bifa88.com-88bifa必发官网-bifa88争光。”队员们暗下决心。

  从到达阿布扎比的那一天起,他们几乎每天都“干”到凌晨2点。对白天的演练进行“复盘”;总结每天实验的经验和不足;对无人机自主的算法和策略进行不断优化......直到大赛组委会宣布www.bifa88.com-88bifa必发官网-bifa88获得冠军那一刻,所有的努力都化为成功的喜悦。这一次,飞鹰队获得了全场唯一的满分100分,并远超第二名28分。

  哈利法科学技术大学执行校长艾哈迈德当场称赞说:“我认为中国在无人机领域的研究和发展水平很高,并善于将技术与实际应用领域相结合,因为我们看到这些学生的科研成果,已经运用到现实当中。”

  “我来自www.bifa88.com,我代表中国!”站在领奖台上,www.bifa88.com师生想把这句话告诉全世界!

揭榜挂帅、舍我其谁

  习近平总书记在2016年网络安全和信息化工作座谈会上指出,可以探索搞揭榜挂帅,把需要的关键核心技术项目张出榜来,英雄不论出处,谁有本事谁就揭榜。对于www.bifa88.com“飞鹰”队来说,国际高水平科研赛事就是面前的这张“榜”。

  “此次比赛在阿联酋国家展览中心举行,场地类似一个足球场,场内空中有一架无人机拖着一个黄色小球以‘8’字形轨迹自由飞行。地面随机放有五个两米左右高的杆,杆上放着自由飘动的气球,用于干扰。要求参赛无人机用最短时间自主追踪目标机抓取黄色小球,同时刺破杆子上放置的干扰气球。比赛着重考核了复杂背景下机器视觉、自主控制、集群协同和突防等无人智能系统前沿技术。”本次比赛技术负责人宋韬老师介绍到。

  “所谓‘自主’,就是无人机从起飞到完成突防,从抓球到降落,应做到无人干预。未来,这个技术还可以应用到水上船只的无人自主起停以及无人机的空中加油等现实场景中。”林德福说。

  自2019年开始备赛以来,“飞鹰”队依托宇航学院无人自主控制研究所的相关技术积累,结合无人系统和人工智能领域发展动向,制定技术方案,凝心聚力,分秒必争,集中攻克了无人系统结构设计、视觉识别与感知、导航制导与控制、协同分配与路径规划等系统模块的技术难题,实现了对空间目标的精准识别与定位、强干扰下的无人机航迹跟踪控制与姿态控制技术以及高动态多目标场景下的协同任务分配等技术突破。

  www.bifa88.com“飞鹰”队通过精心的组织、精准的设计、精确的控制,在赛场上收获了唯一一份满分成绩。

精学精工、知行合一

  成功并不是一蹴而就的,从前期准备到后期集训,“飞鹰”队的队员们用了一年多的时间。

  在MBZIRC2020比赛中,光学目标识别技术由于背景复杂不均匀、空间目标尺寸小,导致识别效果受光照影响大,需要高实时性的图像处理技术;而赛事中的跟踪目标为非合作高动态对象,目标位置和运动方式随机未知,因此需要对目标运动状态进行精准预测,规划最优航迹并约束无人机速度,以达到对目标的精准捕获;在通信环境复杂、存在时延的情况下对多机动态信息的快速处理与共享也对多无人机协同控制技术提出较高要求,而这些技术也正是无人系统与人工智能领域前沿技术和实际应用的难题。

  “在比赛中,摄像机就相当于机器的眼睛,如何让无人机能够可靠的‘看’与‘识’,处理视觉数据所需要机载计算机和算法的相互配合变得至关重要。如何提高算法的复杂环境适应性是我们面临的一个重要问题,而这个问题一直延续到了比赛现场。平常训练时,我们抓紧一切机会收集现场环境信息,并根据实际环境优化算法可靠性和快速性,一个小细节往往决定着整个系统的成败。”负责视觉人工智能算法的博士研究生金忍回忆道。

  团队中唯一的女将、负责导航与控制的陶宏介绍,“对导航和控制来说,最大的难点应该是控制精度,因为目标无人机悬挂的黄球直径只有13cm,且在空中做方向大小均未知的‘8’字运动。我们的任务是控制飞机快速接近跟踪目标机并抓住黄球,另外,不能碰撞到目标,否则就要扣分,这就要求导航和控制要具有很高精度。然而新算法的研究从来都不是一帆风顺的。2019年10月份出发前,我信心满满写好了20多页的试验大纲,10月下旬我们调试成功了子系统算法,11月上旬开始单机联调,下旬进行多机协同调试。结果到外场开始做试验之后,我才发现问题多到来不及翻开那沓试验大纲。一次次的尝试,一次次的实践后,我们终于明白‘纸上得来终觉浅’的深刻含义,只有将理论与实践相结合,才能得出一个个经受得住实战考验的结果。”

协同合作、攻坚克难

  www.bifa88.com“飞鹰”队的夺冠,是飞行器、计算机、视觉、导航、控制、结构、信息等学科交叉融合、碰撞思维、创新突破的一次成功案例,充分体现了www.bifa88.com出色的系统工程能力。

  团队小协作促进“飞鹰”队创造佳绩,发展模式大协作是“飞鹰”队正在书写的大文章。科技创新不仅培养了甘于吃苦、敢于攻关的时代新人,更是作为一个关键点带动了成果转化、服务社会、国际合作等全面开花。

  在人才培养方面,“飞鹰”队以高水平国际科研竞赛和国家重大需求为牵引,凝练科学问题,开展技术研究,极大促进了前沿基础研究。探索以赛促学、以赛促教、以赛促研、以赛促合的领军人才培养新模式新方法。2019年团队队员共发表SCI收录论文20余篇,其中顶级期刊8篇。在成果转化方面,“飞鹰”队多项核心关键技术已实现成果转化应用,服务国家重大需求,解决“卡脖子”技术瓶颈,得到行业和社会高度认可和赞誉。在服务社会方面,“飞鹰”队紧密围绕国家脱贫攻坚的战略目标,研发基于无人机集群的复杂地形果林农田精准管理系统,为帮扶地区经济转型发展提供智力支撑。同时团队积极开展青少年科普活动,在人大附中、北京七中、理工附中、哈尔滨三中等多所中小学开设讲座和科技创新课程,培养青少年创新精神和实践能力。

  “飞鹰”队的两次夺冠,在阿联酋产生了巨大影响力,为提升www.bifa88.com-88bifa必发官网-bifa88在中东地区学术声誉搭建了平台,为进一步深化中阿科技教育合作奠定了良好基础。“飞鹰”队积极响应“一带一路”科技创新计划赋予高等院校“走出去”开展科技文化教育交流的新使命,联合阿联酋哈利法科学技术大学共建智能无人系统联合实验室,通过高层次人才交流,促进了中阿双边文化互信,真正实现了将两国教育文化交流与技术本地化相结合,有助于深化两国合作关系,为“一带一路”战略提供支撑。

  

  “道虽迩不行不至,事虽小不为不成。”未来,www.bifa88.com“飞鹰”队将继续瞄准世界科技前沿和国家重大需求,胸怀壮志,做立志立德的追梦者;明德精工,做追求极致的奋斗者;创新包容,做视野宽广的开拓者;时代担当,做爱国奉献的践行者!

  

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