2018年4月30日,工學院向北大120周年校慶獻禮海陸空項目之“空”——無人機群自主協(xié)同編隊視頻展示在五四操場大屏幕、工學院1號樓大屏幕如期開始展播。該項目的創(chuàng)意、研發(fā)、制作由工學院謝廣明教授領銜的智能仿生設計實驗室完成,既展示了工學院在前沿科技領域的強大實力,又為北京大學120周年校慶送上了一份獨特而珍貴的生日禮物。
在短短十多分鐘的視頻中,謝廣明教授團隊展示了無人機研發(fā)工作的忙碌日常、在室外進行無人機飛行試驗的情況、多無人機編隊巡航飛行、獻禮校慶的多無人機仿真編隊等。
用于編隊的無人機/圖 來源:北京大學工學院
在獻禮校慶的多機編隊部分,54架無人機和120架無人機同時飛向天空,依次形成“PKU”“120”“COE”等字樣。“五四精神薪火盛,守正創(chuàng)新正氣興”,54架無人機象征著北京大學5月4日的生日和傳承至今的五四精神;“百廿北大常為新,引領未來使命行”,120架無人機表達了工學院對北大120周歲深切的生日祝福。北大學子殷殷的愛校之情,深深的癡迷科研之意,生動地展現(xiàn)在有序不紊的飛行畫面上。
54架無人機形成“PKU”字樣/圖 來源:北京大學工學院
多機編隊一直是無人機開發(fā)領域的一個難點,各無人機要實現(xiàn)一致的隊列變換,必須要有實時暢通的通訊方式、精確穩(wěn)定的控制方法、精準正確的位置估計;需要根據(jù)無人機數(shù)量配置多基站通訊、基站間的通訊、基站與多無人機的通訊,保證盡量同步,同時互相不干擾。在控制方法上,要保證無人機之間嚴格的避碰,還要保持隊形變換的優(yōu)美,其中會涉及到空氣動力學、自穩(wěn)控制、集群協(xié)作等技術難點。經(jīng)過7個多月的自主研發(fā)和試驗,謝廣明教授團隊成功地解決了多無人機編隊巡航的種種困難,最終給校慶獻上了一份完美的“空中賀禮”。
120架無人機形成“120”字樣/圖 來源:北京大學工學院
在北大120周年校慶之際,工學院新成立了“智能仿生設計實驗室”,由謝廣明、孫智利、崔悅等教授帶領團隊,定位于智能仿生裝備的設計、研發(fā)與實際應用。無人機編隊巡航實際上屬于群體控制技術,是謝廣明教授團隊的主要科研課題之一,無論在民用還是軍用等方面都具有廣泛的應用前景。除了無人機外,團隊在智能仿生機器魚方向也走在國際前沿,其研發(fā)的智能仿生機器魚曾成功遨游遙遠的南極和北極。在校慶日,機器魚也作為工學院獻禮海陸空項目中的“海”,在未名湖中暢游。
校慶期間,無人機編隊視頻將在五四操場和工學院1號樓的大屏幕進行輪播,歡迎廣大師生前往觀看,大家也可以通過網(wǎng)絡平臺快速進行欣賞https://v.qq.com/x/page/c06431mekcx.html。