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4月20日，在中國(guó)石化勝利油田油區(qū)護(hù)衛(wèi)管理中心勝南油區(qū)護(hù)衛(wèi)部的飛手賈承斌坐到了電腦前，他輕點(diǎn)鼠標(biāo)，操縱室外的無(wú)人機(jī)群升空，在該油田復(fù)雜的電磁環(huán)境和地理地形中，無(wú)人機(jī)群對(duì)輸油管道、鉆井平臺(tái)進(jìn)行全天候、全方位巡檢，精準(zhǔn)識(shí)別管道泄漏、設(shè)備異常等隱患。賈承斌說(shuō)，相比傳統(tǒng)人工巡檢，這種技術(shù)效率提升3倍以上。

賈承斌提到的技術(shù)，全名為“無(wú)人機(jī)群電磁預(yù)警及反制技術(shù)”。該技術(shù)的研發(fā)者來(lái)自一百公里之外的山東航空學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“山航院”）。

20公里之內(nèi)，“看清”并擊敗敵人

“我們將用無(wú)人機(jī)‘打敗’無(wú)人機(jī)的戰(zhàn)術(shù)理念落到了現(xiàn)實(shí)里?！弊鳛樯胶皆簾o(wú)人機(jī)群智能協(xié)同團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，山航院教授孫永志向記者闡述了上述技術(shù)的由來(lái)。

“無(wú)人機(jī)作為低空經(jīng)濟(jì)的核心載體與主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，在低空制造、飛行、保障及綜合服務(wù)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用?！痹趯O永志看來(lái)，在城市樓宇、丘陵山地等復(fù)雜環(huán)境中，無(wú)人機(jī)常陷入“看不準(zhǔn)、聯(lián)不上、協(xié)不了”的困境，電磁干擾、感知失效、協(xié)同低效等難題，成為制約行業(yè)發(fā)展的“卡脖子”痛點(diǎn)。

作為山航院無(wú)人機(jī)群智能協(xié)同團(tuán)隊(duì)的研發(fā)骨干，曹軍教授向記者舉例：其研發(fā)的新技術(shù)包括無(wú)人機(jī)復(fù)雜環(huán)境智能感知技術(shù)與無(wú)人機(jī)群智能協(xié)同技術(shù)兩大核心技術(shù)，可以將前者想象成復(fù)雜場(chǎng)景中的“火眼金睛”，能利用無(wú)人機(jī)群“看清楚”半徑20公里之內(nèi)的侵犯無(wú)人機(jī)；將后者看作用我方無(wú)人機(jī)“打敗”對(duì)方無(wú)人機(jī)的手段?！扒罢呷绻恰吹健瘮撤剑笳呔褪恰幚怼瘮撤??！辈苘娬f(shuō)。

他透露，用無(wú)人機(jī)“打敗”無(wú)人機(jī)，其難點(diǎn)在于對(duì)方派出無(wú)人機(jī)群侵犯我方利益時(shí)，第一是如何“看到”低、小、慢的無(wú)人機(jī)目標(biāo)；第二是對(duì)方的無(wú)人機(jī)群各有分工，比如偵察探測(cè)、電子干擾、精確打擊、誘餌誘騙、通信中繼等無(wú)人機(jī)，如何識(shí)別？他們給無(wú)人機(jī)群裝上“協(xié)同智能大腦”，在最短的時(shí)間內(nèi)“識(shí)別”對(duì)方的無(wú)人機(jī)任務(wù)屬性，并利用技術(shù)手段精準(zhǔn)識(shí)別，“分門別類”地將其“擊敗”。

用無(wú)人機(jī)“對(duì)抗”無(wú)人機(jī)，源于現(xiàn)實(shí)痛點(diǎn)。

“無(wú)人機(jī)低空作業(yè)，最怕的就是復(fù)雜電磁環(huán)境和地形遮擋，前幾年做油田巡檢測(cè)試時(shí)，無(wú)人機(jī)飛進(jìn)丘陵地帶，瞬間就成了‘睜眼瞎’，通信中斷、感知失靈，連自身位置都定位不準(zhǔn)?！鄙胶皆簾o(wú)人機(jī)群智能協(xié)同團(tuán)隊(duì)成員、山航院教授陳立剛說(shuō)，他們將低空復(fù)雜環(huán)境下的智能感知技術(shù)作為首要攻堅(jiān)方向。彼時(shí)，國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)低空感知多依賴單一視覺(jué)或雷達(dá)技術(shù)，面對(duì)建筑物遮擋、電磁波多路徑疊加等情況，極易出現(xiàn)信號(hào)失真，而群體協(xié)同也多停留在簡(jiǎn)單編隊(duì)飛行，難以應(yīng)對(duì)多任務(wù)復(fù)雜需求。

十萬(wàn)次試飛為無(wú)人機(jī)加上“智能大腦”

為了讓無(wú)人機(jī)在強(qiáng)電磁干擾下“看得見、看得清、看得全”，他們泡在實(shí)驗(yàn)室和測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，反復(fù)調(diào)試電磁感知算法，在十余種復(fù)雜場(chǎng)景中開展了上萬(wàn)次試飛。

“如同十個(gè)人同時(shí)對(duì)你大喊，你根本聽不清哪句話是有用的。”曹軍這句話指向了無(wú)人機(jī)的電磁信號(hào)疊加難題。據(jù)介紹，天空中分布著眾多電磁波，還有雷達(dá)波、手機(jī)信號(hào)、電臺(tái)、干擾器、其他無(wú)人機(jī)信號(hào)、高壓線雜波等。這些信號(hào)混在一起、互相疊加。曹軍說(shuō)：難題在于雜波太多、混疊嚴(yán)重，讓無(wú)人機(jī)分不清“真目標(biāo)”和“假干擾”。

針對(duì)上述難題，他們創(chuàng)新設(shè)計(jì)出“多源融合感知模塊”，將雷達(dá)、視覺(jué)、電磁監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)分析，剔除干擾信號(hào)。陳立剛說(shuō)，以往雷達(dá)、攝像頭、電磁探測(cè)器各看各的，數(shù)據(jù)互不說(shuō)話，但現(xiàn)在“多源融合感知模塊”讓它們“互相校對(duì)”?！斑@好比雷達(dá)看到一個(gè)物體，視覺(jué)攝像頭看到形狀，電磁監(jiān)測(cè)看它有沒(méi)有發(fā)出信號(hào)，三者互相驗(yàn)證，是真目標(biāo)就保留，是假信號(hào)就刪除?！标惲傉f(shuō)。

在天空中，無(wú)人機(jī)飛行時(shí)，遇到大山、高樓、樹林等地形起伏，會(huì)出現(xiàn)雷達(dá)照不到，攝像頭被擋的情況，從而出現(xiàn)感知盲區(qū)。該團(tuán)隊(duì)的策略是讓無(wú)人機(jī)自己判斷地形，自動(dòng)調(diào)整怎么“看”，這就是其研發(fā)的“自適應(yīng)地形的動(dòng)態(tài)感知策略”。除此之外，他們還研發(fā)了“根據(jù)環(huán)境變化自動(dòng)切換感知模式”。曹軍解釋該模式：如同人們出門，白天選擇用眼睛看，即視覺(jué)模式；當(dāng)夜幕降臨時(shí)，選擇打開手電筒或者切入“夜視模式”；而到了大霧天，選擇依靠耳朵聽和使用雷達(dá)感應(yīng)。

“單架無(wú)人機(jī)的能力有限，真正的低空作業(yè)需要一群無(wú)人機(jī)的‘集體智慧’。”曹軍介紹，在攻克智能感知難題后，該團(tuán)隊(duì)又將目光投向無(wú)人機(jī)群智能協(xié)同技術(shù)的突破。

他們打破常規(guī)地面集中控制的模式，研發(fā)出國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的多任務(wù)自主智能協(xié)同技術(shù)，讓無(wú)人機(jī)群擺脫“中心化”指揮的束縛，有了“自我意識(shí)”，實(shí)現(xiàn)自主感知、自主定位、自主協(xié)同的一體化作業(yè)。比如在能源巡檢中，部分無(wú)人機(jī)負(fù)責(zé)高空全景監(jiān)測(cè)，部分無(wú)人機(jī)負(fù)責(zé)低空細(xì)節(jié)排查，部分無(wú)人機(jī)負(fù)責(zé)應(yīng)急預(yù)警，各節(jié)點(diǎn)自主聯(lián)動(dòng)、高效配合，作業(yè)效率提升超60%。

據(jù)了解，該團(tuán)隊(duì)從研發(fā)之初就與勝利油田、浪潮集團(tuán)等龍頭企業(yè)深度合作。如今，這項(xiàng)技術(shù)正成為低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐，在物流配送、應(yīng)急救援、城市治理等更多場(chǎng)景中加速落地。

（受訪者供圖）