北理工研究生“京鸿”团队在2022ROBOMASTER-无人飞行器智能感知技术竞赛中取得佳绩
无人飞行器智能感知技术竞赛荣誉证书
日前，由中国电子学会、大疆等单位联合主办的2022ROBOMASTER-无人飞行器智能感知技术竞赛在上海成功举行。我校自动化学院研究生组建的“京鸿”代表队在无人飞行器智能感知技术竞赛精准定位赛中，凭借高精度视觉惯性定位技术, 实现算法定位精度比传统主流算法高出近30%，达到国内外领先水平，获得竞赛第一名。该项目同时获得无人飞行器智能感知技术竞赛定位单项奖。
精准定位赛项最终比赛结果
“京鸿”队由首毅成、徐健、武春旭、吴诗洁、黄一典、齐浩宇、杨亦非等研究生和本科生张雨航组成，并由自动化学院李震、陈文颉两位教师共同悉心指导。团队参与的“精准定位赛项”着重于考察无人机在复杂室内环境下的定位精度、定位鲁棒性、算力实时性等，“京鸿”团队自主设计研发的无人机基于自研RGB-D/IMU鲁棒融合技术，实现了飞行过程精准定位，取得了定位精度超过第二名30%以上、有效帧数近100%的优异成绩，摘下精准定位赛项桂冠。
“京鸿”团队（从左至右）：张雨航、黄一典、齐浩宇、首毅成、徐健、武春旭、杨亦非、吴诗洁
指导教师：李震、陈文颉
以赛促研、团队协作，屡获佳绩
自2016年起，李震老师团队便致力于复杂拒止场景下无人机集群自主导航及智能感知方向的研究，以提高未知区域内的侦察与精准定位能力。针对城市建筑空间、丛林野外等特殊场景下覆盖侦察需求，形成了便携式旋翼无人机多传感器融合解决方案，在集群协同导航定位、感知系统退化下鲁棒优化策略等领域形成了关键技术突破，通过了多项国家课题项目优秀结题检验。
李震老师团队注重科研实践育人，在教育部中央高校产学研基金项目以及自动化学院、太阳成tyc7111cc的关怀和支持下，团队人员两次远渡重洋，在澳大利亚墨尔本举办的IMAV2018以及马德里举办的IMAV2019国际微小型无人机竞赛中斩获Autonomy 1st Prize。团队还在2018-2021年间多次获得北京理工大学世纪杯奖项，得到了学校层面的指导与支持，团队成员参与了科技创新2030—“新一代人工智能”、国家重点研发计划等一系列重大重点项目，形成了以竞赛展示技术实力，以项目提升工程能力的良好发展路线。
无人飞行器智能感知技术竞赛现场
IMAV 2018（左）及IMAV 2019（右）比赛现场
室内无人机集群编队变换
服务急需、科教融合，助力研究生创新能力培养
复杂场景下的无人机定位仍旧面临着包括大角度机动导致图像模糊、光照强烈变化导致传感器失效并退化等一系列问题挑战。针对上述问题，项目团队依托北京理工大学“自主智能无人系统”全国重点实验室，开展了室内复杂场景下集群协同定位与自主导航技术研究，重点瞄准多传感器融合定位、即时定位系统鲁棒性、集群协同定位三大技术难点开展攻关。经指导教师和团队成员共同努力，在多传感器融合定位方面，团队攻克了基于激光/视觉/惯性/无线测距融合的定位与建图核心技术；在系统鲁棒性方面，团队成员提出了多传感器状态反馈与鲁棒优化策略，在视觉失效期间借助惯性传感器辅助过渡实现方向校正，保障了定位的连续性；在集群协同定位方面，团队成员提出了基于邻里测距信息的集群协同定位关键技术，搭建因子图优化框架实现了分布式多源信息融合，完成集群机间全向相对位姿估计，同时抑制定位过程中不断增大的累积误差。
今后，团队将依托项目研究阶段性成果，进一步提升融合嵌入式深度学习技术以提升多传感器融合定位与集群协同定位的精度和可靠性，实现三维环境智能感知与高精度建图。另外，也将开展基于强化学习的集群自主导航与路径规划研究，构建完备的无人智能系统定位导航解决方案，提升无人平台的区域侦察能力。
附：赛事简介
无人飞行器智能感知技术竞赛以“智在飞翔”为主题，由中国电子学会、大疆公司、上海交通大学等单位主办，致力于打造智能感知与控制领域具有全球影响力的技术赛事。赛事吸引了上海交通大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、西北工业大学、北京理工大学等国内知名高校和研究机构的参与，共设立极速穿圈、自主飞行、自主FPV竞速、精准定位四个赛项。