長久以來,人們一直希望研制一種能夠自行避障的無人機系統,災難發生時發揮應急偵察作用。無人機雖然可以遠程控制,但卻有很多的局限性,比如遙控裝置和無人機之間的信號可能會因為墻的干擾或欺騙信號干擾而受到影響等等。因此,如何實現無人機系統的智能自主導航成為當今的研究熱點與難點。
自然界的生物可以利用復眼的視覺成像以及偏振導航實現在復雜環境下的覓食、捕捉、歸巢等行為,受生物這種導航方式的啟發,仿生智能導航系統應運而生。區別于人類的視覺系統,仿生智能導航系統不僅僅借助立體視覺來確定目標的深度和距離,還可模擬昆蟲的復眼,具備光流測速、偏振導航等功能,可實現在非結構化等復雜環境下的自主導航與避障。
【資料圖】
蜻蜓的眼睛是一個巨大的、隆起的球,表面覆蓋著微小的鏡片
北航團隊自主研發的系列仿生導航系統
之所以模擬昆蟲復眼系統,是因為昆蟲復眼在原理上具有體積小、重量輕、視場大、動態性高、運動目標探測靈敏等優點。此外,在信息融合與處理方面,系統內部嵌入了復合干擾建模及復合干擾濾波算法、空間姿態抗干擾信息融合算法等,實現了從復合干擾建模-分離估計-運動信息融合的智能硬件設計,提高了仿生智能導航系統的自主性及環境適應性。
北京航空航天大學“飛行器先進導航與控制系統技術”科技部重點領域創新團隊在負責人郭雷教授帶領下,圍繞國家安全領域重大需求,堅持前沿理論與工程實踐相結合,通過實施有組織科研開展了十余年的多學科交叉研究。所研制的仿生智能導航系統,“看得清”、“導得準”、“控得穩”是其首要目標,使得無人機運動信息感知能力達到了一個新高度。縱觀全球的無人機發展,中國的無人機各項技術已經取得了長足進步,尤其是在仿生智能導航方面,已經取得了較大突破。師法自然——提高感知的自主性、適應性和可靠性,自研全系列仿生自主導航系統,必將讓中國的無人機發展更上一層樓。
專家簡介:王騰,軍事裝備科普專家,陸軍裝甲兵學院碩士研究生學歷,先后在中央電視臺、人民日報從事一線軍事新聞工作,參加策劃并制作多個軍事科技專題。長期對國內外高科技裝備、各兵種主戰裝備等方面進行科普研究,先后在《人民日報海外版》、《法制日報》、《科普中國》等平臺發表文章,獲“國家信息化領導小組”頒發的先進個人獎項。
出品:科普中國軍事科技前沿
作者:王騰
策劃:金赫
監制:光明網科普事業部