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基本信息
- 項目名稱：
- 云瞳風(fēng)聽--一款商用級低成本實時高清空中監(jiān)控系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 云瞳風(fēng)聽是一款商用級低成本高性能實施高清空中監(jiān)控系統(tǒng)。針對目前空中監(jiān)控成本高，應(yīng)用范圍小，新技術(shù)使用相對較少等問題，項目組提出使用小型無人飛行器和智能嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)了高空視頻和音頻的采集和分析?！霸仆币庥髟贫说难劬Γ帮L(fēng)聽”詩意地展現(xiàn)其如風(fēng)中的耳朵一般。云瞳風(fēng)聽能完成音視訊實時監(jiān)測、目標(biāo)自動識別跟蹤、高清音視訊實時直播回傳等普通商用解決方案無法企及的功能.
- 詳細(xì)介紹：
- 云瞳風(fēng)聽（KeenSense）是一款商用級低成本高性能實施高清空中監(jiān)控系統(tǒng)。針對目前空中監(jiān)控成本高，應(yīng)用范圍小，新技術(shù)使用相對較少等問題，項目組提出使用小型無人飛行器和智能嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)了高空視頻和音頻的采集和分析?！霸仆币庥髟贫说难劬?，“風(fēng)聽”詩意地展現(xiàn)其如風(fēng)中的耳朵一般。云瞳風(fēng)聽（KeenSense）能完成音視訊實時監(jiān)測、目標(biāo)自動識別跟蹤、高清音視訊實時直播回傳等普通商用解決方案無法企及的功能，更重要的是，操作人員只需要坐在地面控制臺前，便能愜意地知曉空中捕捉的一切，無論是便捷程度還是安全性都是傳統(tǒng)載人飛行監(jiān)控所不可比擬的。 創(chuàng)新性：經(jīng)過查新，云瞳風(fēng)聽（KeenSense）優(yōu)良的操作體驗和可靠的安全控制保證是現(xiàn)階段各類民用小型空中監(jiān)控系統(tǒng)所不具有的；其清晰的音視訊監(jiān)控能力、智能的音視訊識別處理能力及通用的廣電、加密擴(kuò)展接口更是讓市場上各種非定制或定制型小型空中監(jiān)控系統(tǒng)望塵莫及；云瞳風(fēng)聽（KeenSense）還具有自主改良的GPS與姿態(tài)感應(yīng)系統(tǒng)算法，為精確的跟蹤定位功能及追蹤式智能定向天線提供了支撐與保障；不僅如此，其彈性的動力系統(tǒng)使用電動或生物柴油驅(qū)動，輔以太陽能作為輔助電源，為各種應(yīng)用場合提供了靈活的解決方案。 科技性：經(jīng)過查新，“云瞳風(fēng)聽”使用全數(shù)字式控制所帶來的優(yōu)良的可操控性是市場上現(xiàn)行同類產(chǎn)品所使用的模擬式控制所少有提供的；其使用自主參與設(shè)計并與企業(yè)合作研發(fā)的具有900萬有效像素的COMS彩色工業(yè)高清視覺傳感器，支持多模式自動對焦，影像采集清晰度滿足監(jiān)控及目標(biāo)識別等基本安防任務(wù)；系統(tǒng)亦使用了自行實現(xiàn)的環(huán)形陣列拾音器和定向變焦拾音器，目標(biāo)監(jiān)控環(huán)境的聲音信息也能高保真地被系統(tǒng)采集處理；系統(tǒng)還能夠通過主動外觀模型實時識別所采集的圖像，并對其加以辨認(rèn)甚至跟蹤；云瞳風(fēng)聽（KeenSense）使用基于自主改良算法的GPS全球定位系統(tǒng)與6維姿態(tài)感應(yīng)系統(tǒng)（含微電陀螺儀）的跟蹤定位系統(tǒng)，系統(tǒng)不僅能實時確認(rèn)飛行器的全球坐標(biāo)，還能通過其截取的影像數(shù)據(jù)及拍攝參數(shù)計算出監(jiān)控目標(biāo)的全球坐標(biāo)；得益于上述精確的定位功能，地面臺亦能通過飛行器位置信息以確定地面天線的最佳發(fā)射接收角度，保證無線電信號在飛行器與地面臺之間的保真?zhèn)鬏敗? 社會價值：經(jīng)過查新，云瞳風(fēng)聽（KeenSense）在基本系統(tǒng)投入遠(yuǎn)小于現(xiàn)階段同類業(yè)務(wù)單次商業(yè)報價下實現(xiàn)了更高指標(biāo)監(jiān)控、安防、航拍等業(yè)務(wù)。更重要的是，其不僅可以勝任其設(shè)計目標(biāo)任務(wù) - 空中監(jiān)控任務(wù)，還可以應(yīng)用于安全偵察、資源勘探、災(zāi)情監(jiān)測、通信中繼、環(huán)境監(jiān)察等。其行業(yè)擴(kuò)展應(yīng)用與高清航拍，更是一大亮點。從散見于各類文獻(xiàn)的信息中知，現(xiàn)階段的大多數(shù)無人飛行器都是基于遙控或自動控制，要實現(xiàn)不確定環(huán)境下完全意義上的無人飛行器自主控制，目前的技術(shù)普遍不是很成熟，云瞳風(fēng)聽（KeenSense）迎難而上，為祖國的的小型飛行器智能化控制盡自己的一份力！
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1.設(shè)計目的和基本思路： 針對目前空中監(jiān)控成本高，應(yīng)用范圍小，新技術(shù)使用相對較少等問題，“云瞳風(fēng)聽”迎難而上，使用小型無人飛行器和智能嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)了高空視頻和音頻的采集和分析，完成音視訊實時監(jiān)測、目標(biāo)自動識別跟蹤、高清音視訊實時直播回傳等普通商用解決方案無法企及的功能。更重要的是，操作人員只需要坐在地面控制臺前，便能愜意地知曉空中捕捉的一切，無論是便捷程度還是安全性都是傳統(tǒng)載人飛行監(jiān)控所不可比擬的。 2.創(chuàng)新點（具體請參見“科學(xué)性先進(jìn)性”表項）： (1)優(yōu)良的操作體驗和可靠的安全控制保證：“云瞳風(fēng)聽”實現(xiàn)了人性化交互控制與自動控制等功能，基于基礎(chǔ)無線網(wǎng)絡(luò)提供超廣闊的無線控制范圍，并能在系統(tǒng)可能的環(huán)境下自動返航。 (2)清晰的音視訊監(jiān)控及智能的音視訊識別處理：“云瞳風(fēng)聽”具備自主參與設(shè)計的高清圖像及多聲道音頻采集設(shè)備，并能基于投影模型對采集的信息作空間幾何校正及其它處理，做到對物體或音源的智能識別、跟蹤監(jiān)控等功能。 3.技術(shù)關(guān)鍵 “云瞳風(fēng)聽”在基本系統(tǒng)投入遠(yuǎn)小于現(xiàn)階段同類業(yè)務(wù)單次商業(yè)報價下實現(xiàn)了更高指標(biāo)監(jiān)控、安防、航拍等業(yè)務(wù)。系統(tǒng)的各組件高度模塊化，耦合程度低，對外接口符合行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)，可與現(xiàn)有各類相關(guān)系統(tǒng)無縫整合。其中自主研發(fā)、改良的部分模塊突破了現(xiàn)階段在音視訊采集處理及高帶寬無線傳輸方面的障礙與瓶頸。同時，智能化設(shè)計的多維安全保障機(jī)制也能最大程度的確保飛行器和空中交通安全。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性先進(jìn)型： (1)“云瞳風(fēng)聽”使用全數(shù)字式控制，具有優(yōu)良的可操控性，操作人員可通過感應(yīng)式操作手柄及電腦圖形界面對其完成精準(zhǔn)操作，包括飛行器自身控制與機(jī)載監(jiān)控設(shè)備控制，即使在系統(tǒng)控制信號中斷的情況下，飛行器仍然能根據(jù)此前的飛行路徑返航，較市場上現(xiàn)行同類產(chǎn)品所使用的模擬式控制更為可靠與穩(wěn)定。 (2)“云瞳風(fēng)聽”使用自主參與設(shè)計并與企業(yè)合作研發(fā)的具有900萬有效像素的COMS彩色工業(yè)高清視覺傳感器，支持多模式自動對焦，影像采集清晰度滿足監(jiān)控及目標(biāo)識別等基本安防任務(wù)；攝像前端所在的云臺系統(tǒng)亦使用了6維姿態(tài)感應(yīng)系統(tǒng)（含微電陀螺儀）及硬件穩(wěn)定器用于減緩云臺抖動，大大提升了圖像采集的質(zhì)量。系統(tǒng)亦使用了自行實現(xiàn)的環(huán)形陣列拾音器和定向變焦拾音器，目標(biāo)監(jiān)控環(huán)境的聲音信息也能高保真地被系統(tǒng)采集處理；系統(tǒng)還能夠通過主動外觀模型實時識別所采集的圖像，并對其加以辨認(rèn)甚至跟蹤；不僅如此，系統(tǒng)還能根據(jù)環(huán)形陣列拾音器所采集的音頻信號對音源進(jìn)行定位，使其在包括救援等方面的應(yīng)用中如虎添翼。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 非專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓。
作品可展示的形式
- ■實物、產(chǎn)品 ■模型 ■現(xiàn)場演示 ■圖片 ■錄像 ■樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 技術(shù)特點與優(yōu)勢： “云瞳風(fēng)聽”在控制方面運用獨特的設(shè)計思路，將智能技術(shù)運用于小型無人飛行器，不僅可以使無人機(jī)具有更好的環(huán)境適應(yīng)能力，而且降低了人力成本，保障了人力安全。相對于傳統(tǒng)類似系統(tǒng)“云瞳風(fēng)聽”不僅可以勝任其設(shè)計目標(biāo)任務(wù) - 空中監(jiān)控任務(wù)，還可以應(yīng)用于安全偵察、資源勘探、災(zāi)情監(jiān)測、通信中繼、環(huán)境監(jiān)察等。 市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測： 絕對的清晰度優(yōu)勢和先進(jìn)的智能控制技術(shù)使“云瞳風(fēng)聽”在現(xiàn)有市場上足以比拼同類產(chǎn)品。且“云瞳風(fēng)聽”的最小實現(xiàn)系統(tǒng)成本低廉，正式生產(chǎn)并投向市場后，必定對現(xiàn)有的模擬式遙控飛行器、監(jiān)控系統(tǒng)等產(chǎn)品市場產(chǎn)生沖擊。
同類課題研究水平概述
- 四旋翼飛行器的英文名稱是quad-motor helicopter，目前在國外，德國和加拿大的四旋翼飛行器已經(jīng)投入了商業(yè)化運行，美國的類似飛行器也被用于軍事領(lǐng)域，獲得了不錯的效果。 微型四旋翼無人飛行器是一種“碟形”飛行器，它以新穎的結(jié)構(gòu)布局、獨特的飛行方式引起了人們廣泛的關(guān)注，迅速成為國際上新的研究熱點。無人機(jī)具有固定翼無人機(jī)難以比擬的優(yōu)點：能夠適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境；具備自主起飛和著陸能力，對起飛著陸地點的要求很低，且高度智能化，能以各種姿態(tài)飛行，如懸停、前飛、側(cè)飛和倒飛等。這些優(yōu)點決定了無人飛行器比固定翼無人機(jī)具有更廣闊的應(yīng)用前景。 目前已經(jīng)有很多科研人員在研究微型四旋翼無人飛行器，由 4個無刷電機(jī)驅(qū)動, 具有自動平衡及定點懸浮功能。飛控計算機(jī)采用穩(wěn)定飛行技術(shù)處理 7個傳感器的數(shù)據(jù),機(jī)體下方可以安裝多種攝像設(shè)備, 可有 4種模塊可選。自動著陸系統(tǒng), 可以保證飛機(jī)和攝像設(shè)備的安全。即將推出Dragonflyer X4的科研版本- dragonflyerE4 ,帶有開放式的通訊應(yīng)用程序接口 (AP I), 適合于大學(xué)或是科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行科研開發(fā)。Dragonfl yer其獨特的四旋翼無人機(jī)也被很多科研機(jī)構(gòu)采購運用到科研項目中。 的操作不超過1分鐘就可完成。 國內(nèi)研究情況： 目前，國內(nèi)的四旋翼飛行器的發(fā)展處于剛起步階段，只有少數(shù)幾個公司和單位具備仿制的能力，還沒有出現(xiàn)能夠大批量生產(chǎn)并應(yīng)用的產(chǎn)品。在許多國內(nèi)的大學(xué)也開始了對四旋翼飛行器的研究。上海交通大學(xué)微納米科學(xué)技術(shù)研究院研制能負(fù)載的、可離地飛行的四旋翼微型直升機(jī)。2005年，臺灣的修平技術(shù)學(xué)院電機(jī)工程系研制出了用教學(xué)研究的四旋翼飛行器。他們是用MCS51系統(tǒng)做控制平臺遙控四旋翼飛行器，并以PC-base 控制其飛行姿態(tài)，同時機(jī)體內(nèi)安裝3 顆壓電式陀螺儀來穩(wěn)定機(jī)體并達(dá)到慣性導(dǎo)航的功能。對于四旋翼飛行器的研究工作，哈爾濱工業(yè)大學(xué)王樹剛針對四旋翼直升機(jī)進(jìn)行了非線性建模，設(shè)計了H回路成形控制器，并完成了PWM 驅(qū)動電路的設(shè)計 ；國防科技大學(xué)聶博文在基于旋翼空氣動力學(xué)理論對四旋翼無人直升機(jī)旋翼的受力和力矩情況進(jìn)行分析，并建立了動力學(xué)數(shù)學(xué)模型，完成了兩種飛行控制算法（反步法（Backstepping ）和自抗擾控制(ADRC)）的設(shè)計。但是他們沒有對實物（真實的四旋翼飛行平臺）進(jìn)行試驗驗證。
