无人机低空智能感知技术获突破,助力低空经济
AI导读:
中国人工智能学会公布2024年度吴文俊人工智能科学技术奖获奖名单,天津大学团队“低空智能感知关键技术与应用”项目荣获一等奖,为低空经济发展提供技术支撑。项目突破三大技术瓶颈,已在公共安全、城市管理、工业等领域广泛应用,形成显著经济效益。
原标题:无人机有了“火眼金睛”
近日,中国人工智能学会揭晓了2024年度吴文俊人工智能科学技术奖的获奖名单。由天津大学机器学习与数据挖掘团队领衔,携手一飞智控(天津)科技有限公司、天地伟业技术有限公司等共同研发的“低空智能感知关键技术与应用”项目荣获科技进步奖一等奖。这标志着我国在低空智能感知技术上取得了重大突破,为低空经济的蓬勃发展提供了坚实的技术后盾。
低空智能感知技术挑战重重
近年来,无人机在重大突发事件处理中发挥了不可替代的作用。然而,其核心的低空智能感知技术却面临诸多挑战。
“低空智能感知技术的突破对低空经济的发展至关重要。”天津大学教授胡清华在接受采访时强调,目前低空智能感知技术存在三大难题:看不清、看不准、看不全。雨雪雾霾等恶劣天气显著降低环境能见度,导致无人机图像识别精度大幅下降。此外,无人机高速飞行叠加地面动态目标运动会造成成像模糊,使得无人机难以准确捕捉目标。同时,单机视角受限,导致全局空间信息缺失,难以处理复杂遮挡场景。
这些难题严重阻碍了无人机在巡检安防、水情监测、应急搜救等国家关键领域的应用。胡清华认为,解决低空智能感知难题已迫在眉睫。
核心技术实现“破冰”
针对低空智能感知的三大难题,天津大学团队提出了三项核心技术:低空复杂环境全天候感知技术、低空感知基础模型自主进化技术和多机跨视角协同感知技术。
“在全天候感知技术方面,无人机在恶劣天气和复杂光照条件下的感知短板日益凸显。传统感知模型难以应对大雾、沙尘和低光照等复杂场景。”天津大学教授朱鹏飞解释道,“我们首创了‘退化—复原双向耦合’理论框架,构建了‘感知—解算—决策’动态闭环系统,并研发了场景驱动的多源传感动态融合引擎,显著提升了无人机在恶劣天气下的目标追踪和检测性能。”
这些创新使无人机在恶劣天气下的目标追踪精度提升了6.3个百分点,低光照场景的目标检测性能提升了13.2%。
在低空感知基础模型自主进化技术上,朱鹏飞介绍,低空感知领域的原始数据标注精度低、清洗成本高,导致传统模型难以学习到有效信息。为此,科研团队构建了全球最大的低空视觉感知开放数据平台——VisDrone,并依托天津市人工智能计算中心的强大算力,打造了低空感知基础模型。通过引入不确定性感知建模和“人在回路”的反馈机制,极大提升了系统的适应性和精准度。
在多机跨视角协同感知技术方面,朱鹏飞指出,无人机集群在复杂三维空间作业时,单机视角有限,多源数据在跨视角匹配时容易出现错位和偏差。科研团队通过创新研发了基于跨视角信息自适应交互匹配的协同感知框架,实现了多机单目标的协同跟踪和多机多目标的感知能力,显著提升了跟踪成功率。
多项领域应用成果显著
天津大学团队的低空智能感知关键技术已在多个领域取得显著应用成果。
“这项技术的突破为多个行业带来了革命性变革。”一飞智控(天津)科技有限公司总经理张云列举了技术创新带来的应用升级,“在公共安全领域,全天候感知技术与多机协同技术结合,显著提升了灾害救援、边境巡查等场景的响应能力。在城市管理中,该系统能精准识别违规建筑、交通事故等异常情况,助力提升城市治理效率。”
在工业领域,该技术体系重塑了传统作业模式。风电运维借助全天候感知技术,可有效提升风机故障预判准确率。农业植保中,该技术能进一步提升植被施药精准度,助力绿色农业发展。
“在应急防汛中,应用了全天候感知技术的无人机即使在恶劣天气下也能稳定作业,迅速抵达指定区域,为防汛工作提供现场数据。”天地伟业技术有限公司研究院院长于宏志分享了该技术在应急防汛方面的重要作用,“自主进化技术和多机跨视角协同感知技术实现了全方位监测与数据融合,提高了监测精度和效率,保障了人员安全。”
从经济效益看,该技术已形成单机智能与集群协同两大产品群,累计销售33.4万台套,近三年新增收入约28.2637亿元。随着人工智能、5G通信等技术的不断进步,低空智能感知技术有望在智慧城市、环境保护、交通管理、农业监测等领域开拓更广阔的应用空间,为社会安全与民生保障提供坚实的技术支撑。
(文章来源:科技日报)
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