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【顶天立地】年轻学者在玩潮科技

——测绘遥感信息工程国家重点实验室新成果探访记

发布时间:2016-09-20 15:45 来源:武汉大学报社 作者: 肖珊阅读:
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记者:肖珊

说到科研,即使问一千个人,剧情梗概也差不多:白大褂、实验室、夜以继日、“不明觉厉”的论文和成果……

不过,近日记者探访测绘遥感信息工程国家重点实验室时,体验了一些既可“高大上”,又能“接地气”的成果——它们可谓科研界的潮牌,研发者均为年轻教授,平均年龄不超过35岁。

 

善解人意的机器人“小珈”

研究生新生入学的第一天,一个穿着白色polo衫的机器人频频向人打招呼,与人握手:“欢迎新同学!”

机器人的名字叫“小珈”。“小珈”很厉害,除了与人对话、进行简单的交流动作以外,它最大的本领是绘图和导航。当“小珈”走进一栋大楼,在每层楼灵巧地转上两圈,就能记住各个房间的位置和布局,将这栋楼的地图绘出来,并为自己导航。

“小珈”问候客人(长江商报记者徐楚云摄)

在未知环境中首先进行制图,然后根据实际需要标记若干个目标点,形成目标点序列,并在逐点进行遍历的过程中动态地实现避障与导航。”研发者罗斌教授介绍“小珈”的设计原理。

小珈”既聪明又善解人意。主人只要说出自己的目的地,或者盯着显示屏上的目标点超过1秒,“小珈”就明白主人想去哪儿,自动设计出最佳路线,将主人带过去。这意味着,小孩、老人、残疾人均能轻松使用这款会自动避障、自动导航的小机器人。

“当前主攻方向是自主定位导航,并努力在反应和移动速度上实现突破,让‘小珈’更快更聪明。”罗斌说,“小珈2.0”有望实现人脸识别、姿势手势识别、机械臂动作规划、多机器人协同任务规划等,到时不必听到语音指示就能主动执行任务,还能进行团队协作。

按照团队设想,也许不久的一天,“小珈”还能胜任博物馆讲解员、餐厅传菜员、银行前台等岗位。比如,它能自动探测并找到客人;每看到一处文物便自动停下,来一段讲解词;在银行为客户进行业务引导和答疑……

小珈”的成长,令人向往。

 

深入危险地带作业的“背包侠”

有人说,街景数据采集员是世界上最令人羡慕的工作之一,他们随身背着集图片采集、定位和数据上传于一体的移动测量设备,行走于繁华城市、名胜古迹,甚至孤身前往地势险峻的地方,一边玩一边把钱挣了。

实验室恰好有一款这样的便携式机器人,代号“背包侠”,体重约13公斤,身材小巧,外观可爱,可以站在地上,也可以由人背在身上。另外,它装卸简单,可一键启动,操作轻松。

 “背包侠”吸引外国友人围观

“背包侠”是一套基于SLAM算法的背负式的全景移动测量系统,集成了具有定位定姿功能的电子罗盘、GPS等,顶部是全景相机,能连续采集亿万像素的360°高分辨率全景影像,可在野外、地下等特殊条件下独立作业8小时以上,是当前世界上最先进的便携式移动测量产品。

“除了街景采集外,它还可广泛用于国土、规划测绘机构以及高校、房地产等领域的实景采集。”参与研发者孙凯博士介绍。

作为中国移动测量技术的发明者,李德仁院士一直有着在虚拟世界建立“实景三维世界”的梦想。“这款具有亿万像素分辨率的便携式采集设备,远远超出了谷歌单人采集设备的千万级分辨率。”院士亲自体验后开心地说。

据悉,“背包侠”关键算法及原型产品已经研发完成,将在半年内批量生产。

 

会飞的机器人

每年三月樱花盛开,“到武大看樱花”常成为头条;今年三月随樱花一起上头条的,是无人机航拍。

无人机,即飞行的机器人。它们在天空自在翱翔,可以从任何角度拍下高清的樱花美照,实非普通照相机所能比肩。

无人机制作的行政楼三维模型

其实,早在2013年,测绘遥感信息工程国家重点实验室就发布了一款自主研发的无人机,以及它拍摄的青岛岛礁、湖北梁子湖景区地图等,地图影像分辨率达到5厘米。它是国内第一台可同时携带激光扫描仪和高分辨率光学相机的系统,该平台及影像自动处理软件Heli-Mapping,由杨必胜教授团队开发。

与普通的无人机相比,这款无人机胜在实现了多源数据的高精度获取与自动化处理。也就是说,同样是俯拍,一般无人机只能拍到屋顶,这款无人机还能拍到建筑物的各个侧面。

“我们在国内首次实现了基于摆动设计的低空无人机的倾斜摄影云台,致力于做到高清的倾斜摄影测量。”张帆副教授介绍。

无人机的用途可大可小:地理国情监测、智慧城市建设、古建筑三维场景重建、山体滑坡灾情勘测、土方测量应用、危险作业巡检……据了解,无人机电力安全巡检系统,已服务于我国南方电网业务化作业,2015年还获得了电力系统科技进步奖。

关于无人机最近的新闻是,在全球2016DJI无人机开发者大赛上,测绘遥感信息工程国家重点实验室夏桂松指导的“狮鹫队”,从全球130多支代表队中拼出,晋级决赛获季军,是中国代表队获得的最佳成绩。比赛中,我校无人机在“灾后搜救”中表现出色,应用自己设计的程序,完成了从行驶车辆上起飞、自动搜寻幸存者、自主避障和路径规划、信息实时回传、自动返回降落等一系列高难度操作。

 

“秒懂”你的大数据需求

“大数据”这个词现在非常热门,其实对于测绘遥感领域来说,这门学科从诞生之日起就一直处于大数据时代。早期的大数据和现在的大数据性质类似,只是规模不能同日而语。

科技虽然高大上,但实际上正在日渐显性地优化着人们的日常生活。同样是导航,市面上的导航软件林林总总。但是,当你并不确定目的地的名字、或者只是兴之所至想去某个地儿时,哪个导航软件能帮到你呢?

“小区开紫色花朵的花坛。”“离我最近的湖边。”“先踢球,再找个操场跑两圈。”……这些随性的想法在你脑海中浮现,副教授肖志峰开发的大规模遥感图像内容检索平台,能“秒懂”你的内心,瞬间给出最优路线。

 

“田径场旁边的篮球场”搜索结果

在大规模遥感图像数据库中,如何即时获得感兴趣的内容?这个平台能帮到你。“秒级响应;所得即所需;不需专业知识;不知道地名没关系。”肖志峰通俗地概括该平台的特点。

可以想见,当你用方言跟Siri说“带我去最近的篮球场”,Siri表示“懵圈”时,肖志峰的平台更懂你。

(供图:蔡列飞  编辑:杨欣欣)

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