哈尔滨工程大学技术成果专场推介——人工智能与智能装备领域(一)
一、成果介绍
1.自主移动机器人环境感知技术
【项目概述】自主移动机器人环境感知技术主要实现全方位环境感知、目标识别与跟踪、智能决策技术,所研究的机器人平台采用开放式结构,配备了超声波、双目视觉、全景视觉、姿态检测、无线传输等多种传感器,为机器人环境感知、自主导航及控制、目标识别及定位、远程现实及遥自主控制等关键技术的研究及验证提供了丰富的基础平台。
本技术已经成为国家迫切需求的关键技术,已经成为国内外相关领域高技术竞争的热点,其研究成果可以广泛的应用于无人自主移动平台、无人车、无人机、无人艇等智能决策及环境感知领域,是智能科学技术领域保持形成具有自主知识产权的核心技术基础,是高科技发展和社会进步的客观需求,更是在未来高技术竞争的关键。
【项目成熟情况】该产品技术成熟,目前已经具有成品样机。
【应用范围】无人自主移动平台、无人车、无人机、无人艇等智能决策及环境感知领域。
2.室内大场景自主移动智能机器人平台
【项目概述】目前,国内外已经研发了多种室内外移动机器人,包括家用服务机器人、医疗服务机器人、饭店酒店服务机器人等。但多数室内移动服务机器人缺乏灵活自主移动能力、适应复杂环境的能力、与人类自然交互的能力,以及对环境的自然理解能力。
目前人工智能在机器视觉尤其是人脸识别、语音识别、图像分类等方面的应用取得较大突破,以大数据结合深度学习为基础的人工智能技术模式在电子商务、机器翻译等方面的应用取得成功。但目前但目前多数机器人搭载的机器视觉属于初级感知技术的专用系统,只能用一种方法分析处理一种事物,通用性差。
本项目致力于实现基于机器视觉和多传感器融合导航机理的通用移动机器人智能导航、环境感知及理解系统,实现了机器人自主探索导航,能够克服室内移动机器人目前缺乏自主性的问题,使机器人可以自适应室内非结构、未知等复杂环境并自主灵活运动。机器人可以自主探索数百到数千平米范围的室内场景。该系统属于一种用于室内及非结构化、封闭或半封闭空间环境下的通用移动机器人平台。
平台主要分三个层次:
(1)基于机器视觉与多传感器融合的移动机器人定位、导航与规划融合技术
以机器视觉为核心,利用低成本的视觉融合方法解决空间中智能设备的感知、定位、导航、规划等应用问题,结合多传感器融合导航技术,通过将机器视觉与导航算法融合实现机器人同步定位与地图生成、避障、定位、规划等功能,实现室内机器人自主导航;
(2)基于机器视觉的嵌入式环境感知与自然交互技术
可以同时识别多种物品、人体、环境场景,可通过语音识别、人脸及情绪识别、手势识别等系统,实现主动识别环境场景的同时,实现与人自然交互;
(3)基于机器视觉与类脑认知的复杂非结构化大场景自主移动与理解技术
利用机器视觉,结合类脑认知技术与方法,实现机器人复杂非结构化大场的自主移动、适应、理解。
【项目成熟情况】技术成熟度6级,形成原型样机并证明可行。
【应用范围】适用于各类小型地面移动机器人,包括家庭、医院、酒店、商场、仓储中心、高铁车站、飞机场、广场、大型商场购物中心等场所,以及包括桥梁、船舶、大飞机等半封闭、封闭环境下无人机导航与任务执行。可用于实现安防巡逻、广告、送货、清洁等任务的各种移动机器人。
3.全景视觉监控系统
【项目概述】该产品由全景视频传感器部分、视频图像采集部分、光纤传输部分和监控室显示部分组成,成像视场范围大于半球(360°×180°),实时性好,结构紧凑,不需要附加随动系统。具有分辨率高、稳定性好、易维护、易操作等特点,具有现行监控设备(视角窄,云台故障率高)等无法比拟的优点,使得全景视觉系统非常适用于视频监控、远程会议、远程虚拟现实和机器人等应用领域。
全景视觉监视设备工程,经过技术人员的多次交流论证,结合现场情况,遵循有关行业公共设施安全防范工程设计规范,结合多年从事监控报警系统工程的设计、安装、调试和服务的实践经验和体会,本着适用、经济、稳定、可靠的原则,最大限度保护现有设备投资情况下,提出全景视觉监视设备的设计方案,构建一套功能完整、规范严密、实时高效的全景视觉监视设备平台。
【项目成熟情况】该产品在国内属于技术领先,具有自主知识产权。
【应用范围】视频监控、远程会议、远程虚拟现实和机器人等应用领域。
4.胚芽米全自动加工及智能控制技术
【项目概述】胚芽米又叫留胚米,是指胚芽保留率在80%以上,并符合大米等级标准的精米。普通大米由皮层(糠)、胚乳、胚芽三部分组成。大米皮层(糠)难以消化且口感不好,所以加工时一般需要将其去除。胚乳是稻米的主要组成部分,含有大量的淀粉和蛋白质,是加工过程中的传统保留对象。胚芽作为稻米的初生和分生组织,是谷物生理活性最强的部分,占米粒总质量的2%~3.5%,是大米的营养精华部分,大米胚芽所含营养成为占大米总营养成分的70%以上,国外专家称其为“天赐营养源”。
我国是水稻生产大国,水稻种植面积位居世界第二位,水稻总产量连续多年稳居世界第一。据统计,全国有三分之二的人口以大米为主食。水稻是我国最为重要的生物资源之一,对其进行深度加工,高效转化,得到合理、有效全面利用,延长产业链,提高生产资源利用度,大幅提高大米加工业与农业产值的比值,对于国计民生和可持续发展至关重要。
当前国人的膳食水平不断提高,以前只要求“吃的饱”的时代已经过去,取而代之的是“吃出营养和健康”的时代。
目前国内在售的胚芽米品牌大约60多个,而且生产加工销售胚芽米的厂家还在不断高速增长,仅在黑龙江五常一地,胚芽米加工企业就有数十家。可以预见在2-3年之后,胚芽米的营养价值会完全被国人接受并认可。
在国人大米饮食习惯变革的前夜,非常有必要及早占领胚芽米加工技术及理论的学术制高点。高品质胚芽米加工技术及其理论研究目前在国内还处于空白,随着胚芽米饮食习惯的改变,胚芽米加工相关研究势必会成为行业和学术热点。
目前,研究能够生产胚芽米的新一代加工技术已经成为国际大米加工行业的热门课题,而我国胚芽米加工设备的研究尚处于起步阶段,技术不完善,缺乏对实际生产有指导价值的理论及技术依据。因此,研究新型碾米工艺、设计胚芽米全自动智能加工设备,对于提高我国胚芽米加工技术有重要意义。
本技术面向大米饮食习惯发展变革的趋势,针对国内胚芽米加工技术的瓶颈,研发新一代的胚芽米加工技术,实现加工工艺、检测方法、控制技术的突破。
主要专利:
胚芽米精磨机ZL201220663564.X
稻谷碾白机ZL201420261900.7
胚芽米精磨加工机201210517676.9
立式胚芽米机201410713113.6
【项目成熟情况】已经解决了低温升-高完整度胚芽米精磨技术等一系列关键技术,技术指标达到:留胚率大于99%;胚芽完整度大于90%胚芽米仍具有活性(可以发芽)。已经得到黑龙江省技术监督研究院、北京谱尼等权威机构检测认证。项目目前已开发出第三代生产设备,该样机实现了胚芽米加工的核心工艺的突破,目前正在进行自动化和智能化升级改造。
【应用范围】粮食精深加工等领域。
5.四旋翼无人机
【项目概述】四旋翼无人机,采用自主开发设计的自动驾驶仪,软件控制系统、地面控制站。
主要技术指标:机身尺寸:60cm(电机轴距),翼长:300mm,机身高:260mm,有效载荷:300g,起飞重量:1150g,巡航速度:50km/h,飞行高度:1500m,续航时间:20-25min,最大抗风:5级,起降方式:垂直起降,图像传输:1.2G微波图像传输电台,数据传输:900M半双工数传电台,动力:6节锂离子电池。
遥控和自主飞行模式可选。可携带摄像装置及小型探测设备,完成情报侦察、地形探测等任务。
【项目成熟情况】技术成熟,可推广应用。
【应用范围】边境监控、侦察,森林火灾预警,农业生产,地质勘探测绘,地形图测绘(DOM、DEM、DLG)、旅游景区管理,大型地址公园管理,三维(VR)系统底图,甚至扩展到农林作业、矿产探测、交通管理、广播广告、应急监测、犯罪高发区监测服务、暴动监测,公安、武警反恐、犯罪现场侦察勘探等方面。
6.测绘航拍型固定翼中小型无人机
【项目概述】全自主研发的飞行控制系统,软件控制系统,地面控制站。
主要技术指标:
翼展:2600mm,机身长:1800mm,有效载荷:4200g,最大推力:9000g,起飞总重:11000g,巡航速度:50-110km/h,飞行高度:100-2000m,续航时间:90-160min,最大抗风:7级,起降方式:滑跑起降或弹射/伞降。
【项目成熟情况】技术成熟,可推广应用。
【应用范围】边境监控、侦察,森林火灾预警,农业生产,地质勘探测绘,地形图测绘(DOM、DEM、DLG)、旅游景区管理,大型地址公园管理,三维(VR)系统底图,甚至扩展到农林作业、矿产探测、交通管理、广播广告、应急监测、犯罪高发区监测服务、暴动监测,公安、武警反恐、犯罪现场侦察勘探等方面。
7.基于深度学习的交通信号灯拥堵自动控制
【项目概述】交通灯智能控制配时方法针对传统信号灯配时不灵活、无法适应雨雪等天气情况或修路等突发情况对交通造成影响、需铺设线圈等造价昂贵等问题,提出一种考虑了城市交通高度动态性、随机性和不稳定性,基于模糊逻辑构建训练集、搭建并训练深层LSTM神经网络实现城市交通流量预测的模型系统。该智能系统具有以下特点:
(1)历史交通流量分析+在线学习能力。系统能自学习城市级大规模交通信号灯通行、拥堵情况,通过LSTM深度学习建立交通流模型,进行历史大数据分析,根据当天天气情况,系统分时段地、精确地对信号灯进行配时。预测准确率超过99%。
(2)在线预测及无人值守的智能自修正能力。系统根据当前车流情况来预测、调节下一周期信号灯时长。通过设计的物联网架构,远程将配时策略下发信号灯;系统建立强化学习模型,能感知获取道路状况、突发情况等,进而动态地优化信号灯配时策略,使信号灯更像人脑智能。
(3)结合车联网V2X通信技术实现多信号灯协同控制。局部区域信号灯智能联网,运用多Agent强化学习达到信号灯联动效果,平衡交通流在时空分布,有效地缓解城市交通拥塞。
【项目成熟情况】该方法完成仿真实验,具备在小规模信号灯及其覆盖区域进行小试的能力。
【应用范围】交通灯智能控制配时方法对交通管理运输及出行等领域进行全过程管控支撑,使智能交通系统在区域范围具备感知、互联、预测、控制等能力,充分保障城市交通安全,提升交通运行效率和管理水平。
二、联系方式
如您对以上成果有进一步合作交流意向,请与我们工作人员联系对接。
房经理 0531-86196383
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