近日，記者從中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院（以下簡稱“合肥科學(xué)島”）獲悉，該院固體所余道洋團(tuán)隊(duì)研發(fā)了防溺水智能監(jiān)控與機(jī)器人自主救援系統(tǒng)，日前已在河南省漯河市沙澧河景區(qū)正式啟用。該系統(tǒng)借助人工智能、機(jī)器人、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了24小時(shí)全天候的監(jiān)控預(yù)警與快速救援。

防溺水的關(guān)鍵是預(yù)警和救援，雖然國內(nèi)部分水域已經(jīng)建設(shè)了溺水事故預(yù)警平臺，但應(yīng)急救援行動(dòng)主要以人工為主，存在行動(dòng)滯后、救援裝備缺乏等問題。因此很難達(dá)到溺水事件黃金救援時(shí)間3-5分鐘的要求。

合肥科學(xué)島余道洋博士團(tuán)隊(duì)是國內(nèi)最早開展無人船艇技術(shù)研究的團(tuán)隊(duì)之一，近年來在無人船艇智能感知、決策和控制領(lǐng)域取得了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)?；诖?，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)展防溺水監(jiān)控、預(yù)警與救援技術(shù)，與漯河市沙澧河建設(shè)運(yùn)行保障中心合作研發(fā)了防溺水智能監(jiān)控與機(jī)器人自主救援系統(tǒng)。

據(jù)介紹，該系統(tǒng)通過在沙澧河核心景區(qū)布設(shè)100臺光學(xué)和熱成像攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)對禁區(qū)水域的全方位無死角全天候監(jiān)控；視頻圖像實(shí)時(shí)傳輸至視頻管理服務(wù)器和算法服務(wù)器，對闖入禁游水域的人員進(jìn)行識別和定位，并判別是否為疑似溺水人員，決策是否啟動(dòng)溺水救援指令；水面自主救援機(jī)器人在自動(dòng)充電泊船碼頭24小時(shí)全天候待命，接收救援指令后可自動(dòng)啟航，自動(dòng)向溺水人員釋放救援臂和應(yīng)急裝備。

機(jī)器人是如何做到自行“下水”快速救援的呢？據(jù)介紹，當(dāng)機(jī)器人啟動(dòng)自主追蹤溺水人員的功能時(shí)，會(huì)運(yùn)用仿鷹眼視覺及焦距自適應(yīng)控制的目標(biāo)跟蹤算法，兼顧了大場景搜索跟蹤與小場景細(xì)節(jié)特征提取的優(yōu)勢，同時(shí)通過自動(dòng)變焦處理傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)在大視場與高分辨率之間的矛盾，從而較好的解決了視覺跟蹤的脫靶難題。

針對機(jī)器人對疑似溺水人員的追蹤路徑控制問題，余道洋博士團(tuán)隊(duì)研究了無人船舶欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的非線性水力動(dòng)力學(xué)控制預(yù)測控制模型，通過待跟蹤軌跡點(diǎn)隊(duì)列以及循環(huán)偏移變量的計(jì)算，持續(xù)更新直至捕捉到疑似溺水人員。

該系統(tǒng)的人員識別、分析、定位、跟蹤、自主救援、自主追蹤和捕捉都在現(xiàn)場無人操控下完成，因此研究團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了自主泊船與充電碼頭，救援機(jī)器人完成任務(wù)后根據(jù)碼頭的精確位置自主返航、定位、歸位并自鎖，同時(shí)自動(dòng)開啟充電裝置。

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合肥通客戶端-合報(bào)全媒體記者 劉小容 實(shí)習(xí)生 張佳懿