两年攻关!河北工大携手中国电科 54 所破解多机协同智能感知难题
传统单机或固定点监测方式机动性不足、空间覆盖有限,难以满足低空三维测量与扩散物时空分布精细感知需求;无人机在复杂环境下执行任务时,单纯依赖GPS难以实现高精度三维导航定位;多机协同作业中任务分配、路径规划与协同控制难度大,缺乏适用于非规则立体空间探测的成套方法。河北工业大学嗅探自主无人机创新团队联手中国电科54所,在前期开展的异构无人机系统互操作合作课题基础上,就多机协同巡检需求进行了多轮技术交流与方案论证,明确了项目研究方向、实施路径和成果落地方式,建立起高效的联合研发机制:创新团队负责总体方案设计、导航定位算法研究与多机协同系统联调;54所提供行业应用场景、技术需求与工程协作支撑,结合产品化方向参与系统优化与性能验证。
经过两年的联合攻关,项目团队在核心技术、科研成果、人才培养和产业化应用等方面取得了一系列显著成效。
机载检测抗扰动 协同规划破难题


创新团队攻克了旋翼无人机下洗气流采样的扰动难题,设计串-并结构反应室方案,通过CFD仿真与机载实验优化提升多组分测量准确性。针对高精度三维导航定位需求,提出了基于MEMS惯性器件、GPS与气压计的融合方法,构建姿态-速度-位置多级融合框架及KF-WLS高度信息融合算法,提高了三维轨迹重建精度与环境数据时空配准能力。面向非规则立体空间探测,构建了基于QGroundControl、ROS与自研飞控的多机协同任务规划与验证系统,实现了区域划分、任务分配、路径规划与协同验证,形成了可用于多机协同环境探测的完整技术链条。
理论实践双赋能 专利论文齐丰收
项目注重理论创新与工程实践相结合,产出了一批高质量科研成果。在知识产权方面,申请发明专利3项,其中2项已进入公开阶段,形成了覆盖多机协同控制、任务规划与传感器数据校准的自主知识产权布局。在学术论文方面,共发表论文5篇,其中SCI期刊论文2篇,团队参与制定团体标准1项——《机器人嗅觉味源定位方法》。
科研铸队强根基 校企协同育人才




校企同心攻难关,协同育人促成长。该项目组建了一支分工清晰、协同高效的专业团队,由项目负责人全面统筹,多名教授分别牵头负责地面站开发、惯性导航、多机协同控制、无人机数字孪生等关键任务。依托项目共培养本科生18人、硕士生9人、博士生2人,其中9人凭借项目成果荣获省级场景创新大赛三等奖,此次校企合作项目凝聚三方力量,既聚力攻克技术难题,又深耕人才培育沃土,切实达成科研创新与育人实效双向赋能、同频共进。
空地协同筑能力 场景应用促转化


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为服务企业创新主体地位,面向企业“卡脖子”技术难题,河北工业大学创新研究院(石家庄)组织实施了三批84项校企合作项目,惠及96家企业,1300余名工大师生与企业技术人员共同奋斗在创新一线,身体力行落实教育科技人才一体化,初步形成了“人才陪伴、设备共享、经费众筹”三位一体的“共享”科技创新赋能产业创新工作模式。
