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为无人机安上“眼睛” 大学生研发空中快递

发布时间:2015-07-17 17:27:25来源:人民网

  周末慵懒的下午,你惬意地坐在阳台上喝着咖啡,突然一架无人飞机“光临”你家。机身一个简单的盘旋后,平稳地将一个快递包裹放在你面前,闪烁的提示灯向你告别,然后加速离开,前往下一个客户家……
  这一切不止是想象,利用无人机物流投放精确引导系统,对无人机进行精准定位,相当于把无人机安上“眼睛”,获知客户的具体位置,直接送货到家。这项技术的发明者是北京交通大学本科毕业生周彦钊和他的小伙伴们,这项创新获得了第八届“挑战杯”首都大学生课外学术科技作品竞赛一等奖。

图.无人机物流投放精确引导系统

  打小“不安分” 一不小心成“外系优秀生”
  无人机物流投放精确引导系统的成功并不是一蹴而就。周彦钊从小学时就开始研究计算机编程系统,高中时曾获得物理建模大赛优秀奖。从小就“不安分”的他参加了许多创新竞赛,尤其是大二那年他参加了大学生创新创业训练计划,自主立项研发机器人训练系统。说起来这个项目最初来源竟是选修课上的一项作业。当时,老师要求同学们自己制作调试微型机器人,使其可以在迷宫中躲避障碍并顺利走出迷宫。同学们的调试方法大多采用肉眼观察,非常费时费力,周彦钊就试图用电脑监控操作微型机器人,没想到最终这个项目被评为大学生创新创业训练计划项目的国家级优秀奖。

图.调试光学模块

  创新不易,实践更难,对这点周彦钊深有体会。无人机物流投放精确引导系统项目刚开始做的时候,大家投入了很大精力,信心很高。研究决定这套引导系统采用激光定位,这样定位效果最好。但这就需要制作、安装一个光学模块。这是系统最核心的部分,同时也难住了读通信工程专业的他们。系统需要大量机械、工业设计等外专业知识,对此他们一窍不通,为此他们或者买或者问同学借,找来大量书籍,开始恶补,“就跟是自己的专业课要期末考了一样,通宵达旦,室友对我这种‘吃里扒外’的精神都惊呆了。”他笑道,随着项目的进展,他也成了“外系优秀生”,光学模块问题也最终解决了。

图.研发过程中的实验室

  泡面碗成实验道具 一天只睡3个小时
  项目在今年年初终于成型了,为了检验引导系统投递的精准度,周彦钊因陋就简,“贡献”出自己平时用来吃饭的泡面碗,当作运载的货物,装载在无人机的挂架下,一次次投向在地面设定好的投递框。经过无数次的失败,直到四月的一天,无人机在遥控器的控制下起飞,接受引导系统控制,不断调整姿态,来到投递框上空,挂架打开,泡面碗准确进入了投递框。
  研发终于成功了,团队成员们都长吁一口气,心里装着大石头终于落地了。周彦钊说:“投递框旁设置引导系统,8米距离内无人机精确投放没有问题。对于中国家庭的阳台,这足够了。”
  持续长达一年的项目都集中在学院分配的小实验内完成,在不到20平方米的实验室里摆放了20几台电脑和其他的实验器材,屋子略显拥挤。为了尽早完成项目,在项目收尾的时候,几个人轮番进行优化试验,不分白天黑夜,每天只能睡3个小时。吃饭睡觉都在实验室解决,由于实验室空间小,条件差,困了只能把几把椅子拼凑在一起睡一会儿。

图.第二代系统装配

  “软妹子”变身“女汉子” 团队合作给自己打7.5分
  五人团队,每个人都有自己的个性,周延钊认为一个团队最重要的是激情,有了工作激情,才能让大家一起去克服困难,战胜挑战,在彷徨失意时不放弃。团队中有一名“特殊”的成员,周延钊的女朋友盛烨,盛烨对记者“抱怨”道:“他特别做起事来认真,对我一点没有怜香惜玉,有一次晚上在实验室画设计图,没有注意时间,实验室大门锁了,大家就得跳墙出去,他们几个男生一下就跳出去了,我从来没跳过墙而且还穿着裙子,一下就傻眼了........”在这一年多的项目研发过程中,盛烨也从南方的软妹子一下子变身女汉子,熬夜画设计图纸,经常顶着一双“熊猫眼”出入实验室,制作实验材料,从一楼搬运几公斤重的实验器材到五楼实验室等等都不在话下。
  团队成员之间由于对实现工艺、结构的设计等也存在很多争议,但为了使系统呈现出来的效果更好,他们会在各自想法中做出权衡,取长补短,最终达成统一意见。周彦钊在谈到会为自己在团队中多少分时,表示:“在合作过程我还是比较好团结大家,共同克服了多个难题,但在前期分工的均衡性上有些不足,总体上我给自己打7.5分。”

图.嵌入式主板开发

  项目指导人,北交大电信学院副院长戴胜华称赞周彦钊十分聪明,“从理论能力和实践能力可以说是这方面的‘天才’,最难能可贵的是勤奋,他以后会有更大的发展。”他认为中国对无人机物流精准投放引导系统有需求,但要把一个实验系统变成商品,周彦钊还有很长的路要走,包括系统的完善,市场的定位,前期资金和团队的构建等等。
  项目的成功激发了周延钊在这条道路上要走得更远的想法,他表示会在硕士学习过程中继续完善系统,当时机成熟就开始投入生产。对于这个一个有市场前瞻性的系统,不少投资人都表明了投资意愿,但周延钊认为,投资人应该是愿意与研发团队承担风险,共同进退的,不仅仅在资金、资源上,更在精神上坚定地支持创业者,因此他会谨慎考虑。