中新網(wǎng)西安4月23日電 (記者 阿琳娜)記者23日從西北工業(yè)大學(xué)獲悉，該校人工智能學(xué)院許悅雷教授領(lǐng)銜的無人系統(tǒng)智能感知與認(rèn)知團(tuán)隊自主研發(fā)的空地協(xié)同感知系統(tǒng)，在不同領(lǐng)域復(fù)雜環(huán)境中經(jīng)受住了嚴(yán)苛考驗，該系統(tǒng)集“敏銳視覺”與“智慧大腦”于一體，兼具高空俯瞰與地面洞察能力，可實現(xiàn)毫秒級主動預(yù)警與風(fēng)險防控。這一成果標(biāo)志著團(tuán)隊在智能感知領(lǐng)域的研究取得了突破性進(jìn)展，為提升無人系統(tǒng)實戰(zhàn)效能提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
圖為復(fù)雜環(huán)境下空對地目標(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”?！澳繕?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)隊針對這三道“坎”逐一攻克。
弱小目標(biāo)看得見——團(tuán)隊設(shè)計了一套“智能聚焦”機(jī)制，如同給系統(tǒng)配了一副能自動對焦、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，通過輕量化優(yōu)化，確保在無人機(jī)機(jī)載設(shè)備上實現(xiàn)實時處理。
復(fù)雜軌跡追得準(zhǔn)——針對地面目標(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)隊研發(fā)了軌跡預(yù)測模塊，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)隊創(chuàng)新采用“地理定位”取代“人臉識別”，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，將畫面像素實時轉(zhuǎn)化為真實地理坐標(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、運動習(xí)慣、行走姿態(tài)等線索立刻“對上號”。
圖為目標(biāo)地理定位與運動信息解算演示。西北工業(yè)大學(xué)供圖為驗證系統(tǒng)效果，團(tuán)隊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，全面檢驗系統(tǒng)可靠性。團(tuán)隊依托該技術(shù)獲得多個國家級創(chuàng)新比賽第一名或一等獎，核心模塊在多個有無人機(jī)部署應(yīng)用。同時，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)隊的答案是：讓高點設(shè)備與地面攝像頭“說同一種語言”，從被動記錄走向主動預(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“靠位置對號入座”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)一空間語言實現(xiàn)了對同一目標(biāo)的跨視角精準(zhǔn)鎖定。此外，團(tuán)隊還專門研發(fā)了“防畸變修補(bǔ)方案”，確保高點設(shè)備在極速機(jī)動狀態(tài)下系統(tǒng)依然能夠保持穩(wěn)定運行。
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，原有普通攝像頭便能“老樹發(fā)新芽”，以極低成本實現(xiàn)智能化躍升。
區(qū)別于傳統(tǒng)監(jiān)控“只記錄、不干預(yù)”的被動模式，空地協(xié)同感知系統(tǒng)更像一位隨時待命的“預(yù)警指揮官”，持續(xù)研判路口人流、車流動態(tài)，一旦預(yù)判潛在風(fēng)險，即刻主動推送疏導(dǎo)建議并鎖定危險區(qū)域，大幅壓縮響應(yīng)時間，實現(xiàn)風(fēng)險防控“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)隊始終堅守“讓有用的科技真正落地”的初心持續(xù)深耕。未來，團(tuán)隊將繼續(xù)推動更多創(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，為社會安全與智慧發(fā)展貢獻(xiàn)更多“西工大力量”。(完)