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二院二部“空天神剑”创新团队在第二届“无人争锋”比赛中创佳绩

发布时间:2021-10-08    【来源:二院二部】

“成功了!成功了!”欢呼之声响彻云霄,“真利害!” “有点蜂群的味道了!” 2018年的成功让二部空天神剑队在首届“无人争锋”比赛中闯入大家的视野,稳定控制、精准识别、极速穿越,这些技术被精彩的竞赛飞行展现得淋漓尽致。时隔3年,在新的征程里,空天神剑队依旧凭借自身的专业水准,自主创新、协作攻关、系统突破,在2021年第二届“无人争锋”比赛中再创佳绩。空天神剑队,永争先锋!


新的征程

本届“无人争锋”智能无人机集群系统挑战赛,由于疫情的影响从2020年调整到2021年举办。自2018年比赛结束起,团队成员就在项目的牵引下,努力将技术向产品级推进,高可靠性、高稳定性、高适用性是团队追求的目标。新的征程,空天神剑队摒弃了低速四旋翼的方案,采用了速度更高的复合固定翼作为参赛平台,用低成本硬件产品、高性能算法赋能的总体设计理念,充分发挥智能算法的核心优势,起到了较好的效果。

2021年无人争锋大赛正式举行,空天神剑队派出七架连机实行极速穿越任务,准备、起飞、集结、编队、派出、穿越,一系列完美的操作,赢得了最终的胜利,但这一切都来之不易。


精确导引控制

复合固定翼布局具有便捷的垂直起降、平稳的过渡转换、顺滑的高速飞行能力等优势。2021年的夏日热浪很早就来了,在6月份炎热的天气里,控制负责人小卢顶着酷暑,根据设计的算法方案,进行了充分的地面验证试验。小卢针对复合式平台的动力学特性进行了建模、仿真和控制算法优化,将飞行效果调至最佳,实现了对平台优异的控制能力。垂起、过渡转平飞,到高速前飞、精准穿越,全流程平顺无比。“你们控制做得真不错,能把复合固定翼飞出这样的效果,真不容易!”对手赞许道。


鹰眼识别

要做到极速穿越,图像识别是关键。识别定位要稳、准、快,要在复杂环境下具有较强的适应性。空天神剑队可谓是鹰眼团队,从2018年,就开始积累了低成本传感器识别定位的相关技术。在新的征程中,高速飞行给识别带来了新的挑战。

识别定位算法负责人小洺,凭借丰富的项目研发经验,在算法设计上充分考虑各种因素的影响,经过大量的仿真测试,形成了一整套成熟的视觉融合方案,提高了识别准确率和导引交班效果。比赛时间临近,为了更好应赛,小组成员加班加点调试设备,按照比赛要求高质量提前完成任务,实现了视觉识别全部指标要求。“发现目标!稳定识别!目标锁定!穿越!正中靶心!”,印证了大家冲击比赛的信心。


征服强干扰

2021年无人争锋“极速穿越”项目设计了强干扰的决赛场景。团队成员本着高质量产品设计目标,将满足抗干扰要求作为基本原则。低成本无人机由于惯性器件精度低,若在干扰条件下失去了GPS定位,就像雄鹰失去了双眼,无法实现精准穿越。团队成员集思广益,提出了一种新的识别定位方法,在干扰条件下获得了较好的定位效果。

针对抗干扰环境,小武进行了大量的数学仿真及半实物仿真验证,论证了抗干扰方案的可行性。决赛前期,团队成员根据自行研发的抗干扰算法,进行了多次测试,克服了干扰的不利影响。“起飞,达到交班距离,进入干扰区,识别稳定捕获,进入穿越状态,穿越!”。复杂的干扰环境,完美的精准穿越。一次,两次,直至多次,全部成功!事实证明,经过大家群策群力研发的抗干扰方案是可靠的,是可以征战决赛的。所有人都欢呼雀跃,太不容易了。夕阳之下一次次的穿越,划出了美丽的曲线,在每一个人心中都留下了难以忘却的记忆。



初赛的曲折

竞赛之初的赛场还是一片泥沼地,团队成员深一脚浅一脚地走在泥地里,装设备、做测试,为比赛做好充分准备。组委会安排的测试窗口期很短,需要在短时间里完成赛前准备和测试飞行。初赛前两天突降暴雨,对团队比赛准备带来的很大的困难,只能通过大量的地面仿真试验去进行方案的调整和验证。

初赛是谨慎的,团队设计了完备的场上流程、应急预案,以应对赛场的未知因素。每一个人都有明确任务,按部就班,虽紧张却不慌乱。初赛中,空天神剑队整个编队、集结、穿越的过程非常流畅,一切按计划进行。每一次成功穿越、成功降落,所有人都送上了掌声,“太棒了,这才是集群!”。队员从场上抱下飞机的时候,脸上都带着灿烂的笑容,像是骄傲地抱下自己优秀的孩子。之后,对手上场了,起飞、转弯、对准,没有一丝犹豫,穿越,一箭穿心,快到令人窒息。看到这里,大家欢呼雀跃的心似乎全都平静了下来,对手很强大,看来决赛又是一番恶战,要加倍努力了。


决赛的艰辛

初赛之后又下了大暴雨,赛场比之前受灾更重,快把参赛队的方仓给淹了。每一天不是暴雨就是大雾,飞机上随时都会结露层,大家都提着一颗心。天气好点了,赶忙拉飞机出去测试,一测起来就是连续不断的起降,一到下雨就赶紧撤回厂房,检查代码、调试设备、准备物资。

决赛前,为满足抗干扰的要求,团队用了两天时间对飞机进行了改装,又经过了大量试验验证。决赛前夜,正当团队整装待发,准备去迎接挑战的时候,却接到主办方通知,由于空域管制问题,比赛将不施加干扰。还有十几个小时就要比赛了,大家只得拼尽全力将设备恢复到无干扰状态,但没有充裕的时间进行设备校准了。

决赛还是先行比赛,同之前一样,团队做了万全的准备。对了一遍流程之后,听从裁判指挥,走上赛场。检测、起飞、盘旋、集结、准备穿越,一切按计划进行。所有人都紧盯着正在穿越的飞机,一架、两架、三架…,第一个门的穿越如初见般漂亮,回转,对准第二个门,由于设备未经校准,部分飞机由于飞行高度过低与树枝发生碰撞,出现了失误。最终,成功降回指定点的只有三架飞机。大家上场抱回剩余飞机,每个人都沉默不语,真的有点不甘,本可以做得更好的。

之后是对手的比赛,还是一样的迅捷,像鹞鹰一样,起飞,转弯,对准,穿越第一门,回转,但在穿越第二门时,对手的飞机却大多撞到了一边的门框上,遗憾没能达成完赛。

竞赛永远是激烈的,不到最后一刻就永远不知道结果,只有相信自己,将技术做到极致,坚持到最后,才会看到属于自己的彩虹。空天神剑队历经千辛,终获冠军,这灿烂的奖杯是一种证明,也是一种激励,激励着大家继续努力,不断迎接新的挑战。



未来展望

空天神剑队隶属二部集群智能创新团队,团队成员利用攻关解决的技术,积极在国内竞演比测赛事中精彩亮相,展现了二部的技术实力,受到了各方的高度认可。空天神剑队已经三年内五次荣获全国集群类大赛冠军,2018年空军首届“无人争锋”智能无人机集群系统挑战赛优胜奖,2019年“畅联智胜”无人蜂群联合行动挑战赛冠军,2019年“智胜空天”无人机挑战赛冠军,2020年“如影随形”无人机空中精确对接技术挑战赛冠军,2021年“无人争锋”极速穿越项目冠军。创新协作、永争先锋!正是团队实力与拼搏精神的展现。


身为总体人,团队中的每一位成员用实际行动践行着“全局、奉献、求实、创新”的总体精神,空天神剑队在总体精神的指引下将继续书写奋斗的故事!(文/武梅丽 摄/武梅丽 张秦浩)

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