本报讯 我校电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院的本科生团队历时3个月,成功研发出全自主空地协同搜救系统,荣获2022年全国大学生电子设计竞赛瑞萨杯信息科技前沿专题邀请赛一等奖。
该系统目前能够利用无人机声源定位,结合红外摄像等对生命体征进行探测,较为准确地找到受困者的目标位置。同时,地面智能车在接到位置指令后,能够平稳运行到目标位置附近,协助、配合人员的搜救。
2022年7月初,一篇有关无人机声源定位的论文引发了团队对项目后续研发的思考。“目前搜救中无人机的应用相对较少,而灾区情状复杂,人力搜救成本高、效率相对较低,很多生命在等待中失去了被救的最佳时机。”团队成员们不禁联想,如果能在无人机声源定位的基础上,结合其他技术,应用到搜救中是否能更精准呢?在导师肖建教授的指导下,团队决定以此为方向展开研究,利用无人机探测幸存者所处位置,同时加入人体部位的视觉识别、热源探测等技术,并将地面智能车加入搜救网络,以求用更精确的方式更快更准地找到被困人员,挽救更多生命。
“声源定位对环境要求特别高,因为灾区的被困人员呼救可能只有微弱的几分贝,但无人机本身的声音可能就会达到几十分贝,在这个问题上我们下了不少功夫。”团队成员冯骥川说,由于声源定位的可干扰因素多,追求精准度和定位速度时对设备性能和环境的要求就更高,为了增加系统的精确度,他们购买了大量材料进行测试,最终决定在声源定位的基础上加上红外摄像头等视觉设备进行辅助。
灾区障碍物的分布错综复杂,无人机在工作时既需要考虑到功率是否能够满足需要,又要综合考虑对续航能力的要求。经过一番尝试,团队选定了IntelNUC型号的开发板。“由于室内没有防护网,存在安全隐患,所以我们先用手托举无人机配合小车,后面再将两者连起来进行实验。”团队负责人朱淳溪介绍。
虽然该全自主空地协同搜救系统尚未投入使用,但它的发展存在着无限可能。“利用无人机的自主性、灵活性对受灾区域进行快速搜索与侦察,搜索到目标后将解算后的目标位置信息传递给智能车,利用智能车的稳定性对受灾人员开展救援工作。两者利用各自的优势和特点协同工作可进行快速且稳定的搜救,实现更加自主化的快速抢险救灾。”该系统便捷的操作大大降低了参与救灾的门槛,精准的定位和智能车的辅助为挽救生命节约了更多的时间,同时救灾人员的工作风险也大大降低。
未来,团队计划在目前的基础上增加无人机和智能车的操控数量,利用终端对系统进行控制,提高搜救效率。(樊昱辰 殷梓钰)