2015年7月1日 一個(gè)慵懶的周末下午，你輕松愜意地在自家的陽(yáng)臺(tái)喝著茶，突然一架無(wú)人飛機(jī)“光臨”。它做一個(gè)簡(jiǎn)單的盤(pán)旋，隨即然后平穩(wěn)地將一個(gè)快遞包裹放在你放面前置的收貨籃子里，閃了閃燈向你告別并以示感謝，然后加速離開(kāi)，前往去下一個(gè)客戶家……
這樣的生活場(chǎng)景距離我們可能不會(huì)太久了。隨著兩年前“亞馬遜”推出無(wú)人機(jī)運(yùn)送快遞服務(wù)，無(wú)人機(jī)這種新型交通工具正受到越來(lái)越多客戶的歡迎，高效、快 捷、對(duì)客戶生活影響小是它最大的優(yōu)勢(shì)，。然而投放精度也是困擾它的最大的瓶頸。北京交通大學(xué)本科生周彥釗和伙伴們開(kāi)發(fā)出了一套“無(wú)人機(jī)物流投送精確引導(dǎo)系 統(tǒng)”，有望突破這一瓶頸。他們的創(chuàng)新在今年“挑戰(zhàn)杯”首都大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽上獲得一等獎(jiǎng)，目前已經(jīng)有電商巨頭和風(fēng)險(xiǎn)投資人表示了興趣。
緣起：網(wǎng)購(gòu)族上課收快遞不方便
周彥釗是北交大電子信息工程學(xué)院2011級(jí)本科生，所讀的專業(yè)是通信工程。
談及這套發(fā)明這套系統(tǒng)，他笑道這緣于自己“不安分”的大學(xué)生活。進(jìn)入大學(xué)后，他和許多大學(xué)生一樣，與“網(wǎng)購(gòu)”有了不解之的緣分，但因?yàn)樯险n以及學(xué)校 宿舍管理規(guī)定等方面的原因，收快遞常常變得并不太順利，“經(jīng)常得麻煩同學(xué)代收，或者我跑很長(zhǎng)一段路去找快遞員。”他說(shuō)，這時(shí)候自己就特別希望快遞包裹“倏 地一下”出現(xiàn)在面前。
學(xué)術(shù)上，“不安分”的周彥釗參加了多項(xiàng)科技創(chuàng)新競(jìng)賽。尤其是在2013年，他和同伴參與了一個(gè)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，他們開(kāi)發(fā)的機(jī)器人智能訓(xùn)練平臺(tái)，用到了基于視覺(jué)的機(jī)器人平面定位系統(tǒng)。
去年四月，一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，周彥釗在網(wǎng)上看到了“亞馬遜”用無(wú)人機(jī)送快遞的新聞。無(wú)人機(jī)物流派送主要有四個(gè)步驟：起飛、飛抵目的地、貨物投送、返 航，其中第1、2、4步驟均可利用GPS引導(dǎo)自動(dòng)完成，然而在投送環(huán)節(jié)，GPS的導(dǎo)航精度誤差達(dá)正負(fù)2.5米。“美國(guó)家庭大多是別墅，門(mén)前有巨大的草坪， 這個(gè)精度夠了。中國(guó)家庭大多是公寓房，只有幾平方米的陽(yáng)臺(tái)，2.5米的誤差足以把快遞摔在樓下。”他突然意識(shí)到自己之前參賽用的機(jī)器人平面定位系統(tǒng)有了用 武之地，“我們也可以做一個(gè)快遞無(wú)人機(jī)的引導(dǎo)系統(tǒng)，要比‘亞馬遜’的更加精確，符合中國(guó)國(guó)情，解決送快遞‘最后10米’的問(wèn)題。”
研發(fā)：一不小心成了“外系優(yōu)秀生”
周彥釗把自己的想法告訴導(dǎo)師——電子信息工程學(xué)院副院長(zhǎng)戴勝華教授，戴教授鼓勵(lì)他大膽創(chuàng)新、仔細(xì)實(shí)踐，“把這條路走下去”。周彥釗很快找到了一起攻克這一難題的伙伴，其中就包括比他小一屆的女朋友，“后來(lái)證明，她有非常精彩的創(chuàng)意，對(duì)這套系統(tǒng)的研發(fā)幫助巨大，”周彥釗說(shuō)。
五人團(tuán)隊(duì)正式組建。創(chuàng)新不容易，實(shí)踐更艱難。周彥釗深刻體會(huì)到了這一點(diǎn)。他們希望這套引導(dǎo)系統(tǒng)采用激光定位，這樣定位效果最好。這就需要制作、安裝 一個(gè)光學(xué)模塊。這是最核心的部分，也難住了讀通信工程的學(xué)生們。“需要大量機(jī)械、工業(yè)設(shè)計(jì)等專業(yè)以外的知識(shí)，對(duì)此我們是一竅不通。”周彥釗說(shuō)，為此他們或 者買(mǎi)或者問(wèn)同學(xué)借，找來(lái)一摞書(shū)大量書(shū)籍，開(kāi)始惡補(bǔ)，“就跟是自己的專業(yè)課要期末考了一樣，通宵達(dá)旦，室友對(duì)我這種‘吃里扒外’的精神都驚呆了。”他笑道， 隨著團(tuán)隊(duì)成為“外系優(yōu)秀生”，光學(xué)模塊問(wèn)題終于也解決了。
在隨后的時(shí)間里，他們一鼓作氣，相繼攻克了無(wú)人機(jī)引導(dǎo)系統(tǒng)的高速隨動(dòng)問(wèn)題、空間標(biāo)定問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航的高度精確，“空間坐標(biāo)分辨精度可達(dá)毫米級(jí)，投放位置控制精度可達(dá)厘米級(jí)。”周彥釗說(shuō)。
有了引導(dǎo)系統(tǒng)，當(dāng)然得有匹配的無(wú)人機(jī)。年輕的大學(xué)生們買(mǎi)不起動(dòng)輒近萬(wàn)元的“土豪級(jí)”航拍無(wú)人機(jī)，他們就買(mǎi)來(lái)的散件，自己對(duì)著說(shuō)明書(shū)組裝，花費(fèi)僅 2000元左右。“事實(shí)上買(mǎi)航拍無(wú)人機(jī)也沒(méi)必要，它上面昂貴的視頻攝像頭對(duì)我們毫無(wú)用處，因?yàn)槲覀冇玫氖羌す舛ㄎ唬到y(tǒng)自動(dòng)引導(dǎo)控制無(wú)人機(jī)。”周彥釗說(shuō)。
驗(yàn)證：無(wú)人機(jī)把自己的泡面碗準(zhǔn)確投進(jìn)了框里
從去年四月一直到今年四月，周彥釗和伙伴們已經(jīng)記不清對(duì)這套系統(tǒng)做了多少次優(yōu)化。
周彥釗說(shuō)，系統(tǒng)平臺(tái)搭建完成后就是和無(wú)人機(jī)進(jìn)行“合練”。因?yàn)樵O(shè)備體積原因，合練就在實(shí)驗(yàn)室外的走廊進(jìn)行。一開(kāi)始，無(wú)人機(jī)一脫離遙控就會(huì)突然加速往墻上沖，驚出了小伙伴們一身冷汗，“后來(lái)它終于聽(tīng)話了。”
為了驗(yàn)證投遞的準(zhǔn)確性，周彥釗貢獻(xiàn)出了自己的泡面碗，掛在無(wú)人機(jī)的掛架下，讓它一次次“砸”在地面上。直到四月的一天，無(wú)人機(jī)在遙控器的控制下起飛，然后被引導(dǎo)系統(tǒng)捕捉、自動(dòng)接管。無(wú)人機(jī)接受引導(dǎo)控制，不斷調(diào)整姿態(tài)，來(lái)到投遞框上空，掛架打開(kāi)，泡面碗準(zhǔn)確進(jìn)入了投遞框。
研發(fā)終于成功了。周彥釗說(shuō)，系統(tǒng)通過(guò)實(shí)現(xiàn)一套高速、高精度、大視場(chǎng)的空間跟蹤測(cè)量系統(tǒng)，布置在貨物接收點(diǎn)，能可靠地捕獲無(wú)人機(jī)上安裝的靶球，實(shí)時(shí)跟 蹤測(cè)量其空間位置信息，并產(chǎn)生自動(dòng)控制信號(hào)引導(dǎo)無(wú)人機(jī)飛至指定位置精確投放貨物，“投遞框旁設(shè)置引導(dǎo)系統(tǒng)，8米距離內(nèi)無(wú)人機(jī)精確投放沒(méi)有問(wèn)題。對(duì)于中國(guó)家 庭的陽(yáng)臺(tái)，這足夠了。”
影響:網(wǎng)絡(luò)電商風(fēng)險(xiǎn)投資紛至沓來(lái)
目前，這套“無(wú)人機(jī)物流投送精確引導(dǎo)系統(tǒng)”已經(jīng)報(bào)送參加 “挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽。同時(shí)系統(tǒng)已經(jīng)申請(qǐng)了兩項(xiàng)專利，其中一項(xiàng)專利已經(jīng)受理。
參加科技創(chuàng)新競(jìng)賽并沒(méi)有影響到周彥釗的學(xué)業(yè)，今年大四的他已經(jīng)被保送至中國(guó)科學(xué)院大學(xué)（原中科院研究生院）電子學(xué)院攻讀碩士研究生。周彥釗說(shuō)，自己 對(duì)無(wú)人機(jī)物流引導(dǎo)系統(tǒng)的探索不會(huì)終止，“畢竟它在可靠性、防碰撞等方面，還有許多問(wèn)題要攻克，戴老師也提出了這方面的建議。”他說(shuō)，空間定位系統(tǒng)的技術(shù)今 后可以提供給師弟師妹用作開(kāi)發(fā)其他科技創(chuàng)新成果。
當(dāng)記者問(wèn)提起今后是否會(huì)以此成果開(kāi)始創(chuàng)業(yè)時(shí)，周彥釗沒(méi)有否認(rèn)，只是表示目前說(shuō)這個(gè)還為時(shí)尚早。他透露，已經(jīng)有知名的網(wǎng)絡(luò)電商關(guān)注這項(xiàng)成果，一些風(fēng)險(xiǎn) 投資人也已經(jīng)和他有過(guò)溝通。“在目前這個(gè)階段，我肯定還是以學(xué)習(xí)為主，但我相信這個(gè)系統(tǒng)有非常廣闊的應(yīng)用價(jià)值。時(shí)效比汽車高，成本比人力低，無(wú)人機(jī)快遞今 后遲早會(huì)出現(xiàn)在我們的生活中入我們家庭的窗戶、陽(yáng)臺(tái)。”他自信滿滿。
本報(bào)記者 張航 文并攝
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