E星体育官网|为飞行器装上“智慧之眼”

时间:2021-10-11 17:10 作者:E星体育
本文摘要:走出坐落于清华大学主楼8层一间普通的实验室,映入眼帘的是多架小型四旋翼无人机一字排开,桌子上塞满了各种各样的传感器、机架和零件。同学们在紧绷的调试飞行器的自律定位性能。螺旋桨启动,人们瞬间被韵律感极强的马达声围困,小小的飞行器在高矮有所不同的障碍物之间稳稳的飞行中着。 这就是清华大学自动化系戴着琼海教授率领的THRONE团队。近5年来,他们在国家973项目的反对下,积极开展了全天时全天候简单条件下飞行器可用导航系统的基础理论研究。

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走出坐落于清华大学主楼8层一间普通的实验室,映入眼帘的是多架小型四旋翼无人机一字排开,桌子上塞满了各种各样的传感器、机架和零件。同学们在紧绷的调试飞行器的自律定位性能。螺旋桨启动,人们瞬间被韵律感极强的马达声围困,小小的飞行器在高矮有所不同的障碍物之间稳稳的飞行中着。

  这就是清华大学自动化系戴着琼海教授率领的THRONE团队。近5年来,他们在国家973项目的反对下,积极开展了全天时全天候简单条件下飞行器可用导航系统的基础理论研究。在简单飞行中环境的多维信息采集及稠密特征提取、高精度时空配准和高精度飞行中环境修复等方面取得了根本性的理论突破。

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在几乎不得而知的飞行中场景中,飞行器的自律定位精度超过厘米级别,需要动态建构飞行中环境的三维模型,确实做了自律避障、自律追踪和自律降落,为飞行器加装了高科技的智慧之眼。  在2013年8月举行的第23届国际空中机器人大赛中,THRONE团队依赖实力雄厚的理论文化底蕴,从来自世界7个国家的32支高校代表队中脱颖而出,沦为已完成始于2010年的第6代任务的唯一一支代表队,从而沦为时隔斯坦福大学、卡耐基梅隆大学、柏林工业大学、佐治亚理工大学和麻省理工学院之后的新一代冠军队伍。这是该团队自2012年取得国家技术发明者一等奖之后的又一重大突破。

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  射击根本性市场需求突破核心关键技术  自从美国的莱特兄弟在1903年生产出有第一架依赖自身动力展开载人飞行中的飞机飞行中者1号并取得首飞顺利后,飞机日益沦为现代文明不可缺少的交通工具,它深刻印象地影响和转变着人们的生活。然而,全天时全天候的飞行中市场需求和复杂多变的气候、电磁等险恶的外部条件,严重威胁着飞行器的飞行中安全性。简单条件下飞行器的安全性飞行中和进近降落仍然是国际航空领域研究的热点和难题,其核心技术的突破对国家经济建设和国防安全性具备根本性起到。  上个世纪末,欧美发达国家明确提出可用导航系统的概念,是将制备视觉和导航系统定位有机融合的新型导航系统方法,是集飞行中环境的可视化与仪器导航系统以定坐落于一体的飞行器安全性飞行中和进近降落的关键技术。

在美国、欧洲的下一代航空运输系统NextGen和SESAR,以及下一代空管系统AFAS计划中,可用导航系统是其核心技术,获得NASA与美国国家基金委(NSF)的大力支持。飞行器可用导航系统是解决问题简单环境下军民用航空面对的安全事故、航班延后、航路利用率低等一系列根本性问题的现代战略高技术手段,可有效地承托国家中长期科技发展规划中大型飞机和中国卫星导航系统等国家根本性专项的实行。  失望的是,可用导航系统的多项核心技术仍然被国外森严封锁,国内涉及研究仍正处于跟上阶段,缺少对飞行器可用导航系统基础科学问题的系统深入研究。

面临这样不利的现实,该团队通过充份调研和分析,最后确认从三个方面突破关键的核心技术:  首先,飞行中环境极为简单,如何高效展开多维环境信息的收集、稠密特征提取及回应是首要问题。飞行器飞行中和进近降落过程中,传感器收集到的多维环境信息数据量虽大,但实质上不存在着大量的校验。针对这个问题,团队在传输感官理论框架下萃取隐蔽在数据中本质的稠密结构,展开数据解析和重构。

所明确提出的log-sum启发式模型,构建了对0范数的无限大迫近,从理论上得出了该模型的解析解并证明理解的稳定性和收敛性。该理论成果被国际顶级期刊IEEE Transactions On Neural Networksand Learning Systems作为亮点成果。


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