第十届大学生节能减排社会实践与科技竞赛决赛于8月9日-11日在北京华北电力大学举行,中国矿业大学科技类作品“基于机器视觉的太阳能小型水域智能清洁船”荣获全国特等奖,中国矿业大学荣获优秀组织奖。
本次参赛作品是一艘由太阳能供电、利用无人机规划清扫路径、借助机器视觉进行自主导航、实现高效清洁小型水域的智能清洁船,作品由信控学院李明院长、雷萌老师,电力学院赵培涛老师共同指导,信控学院学生边宁、张立、高飞翔、钟旭彬、姚峰、电力学院学生沙连帅、杨茂林等组成的团队设计并制作完成。该作品结合了太阳能电源管理技术、机器视觉和机器学习技术、无人机自主路径规划技术,并将当前流行的卷积神经网络应用于复杂自然环境的物体识别问题,有效地提高了水面垃圾识别准确率,从而实现了水面垃圾智能清洁。该作品完成度高,实用性强,可有效解决小型水域水面垃圾清洁问题,获得了评委专家的一致好评。
成绩的取得离不开学校领导、校团委和各职能部门的大力支持,离不开指导教师悉心的指导和陪伴,离不开团队成员的夜以继日的辛勤付出。寒假开学前,团队成员提前半个月汇聚到几平米的信电楼B227实验室,不断调试程序,反复改进船体结构和硬件系统,学校没有热水和暖气,成员都一一克服,看到清洁船日益完善,团队成员干劲十足。
据悉,智能清洁船团队组建于2015年,历时两年时间,经过三届学生努力,多次升级改版:第一代清洁船主要实现了基础图像识别功能和螺旋桨动力部分,外观也较为简陋;为增加湖面垃圾识别率,提升续航能力,团队增加了太阳能能量供给系统和自主巡航与路径规划系统,并进一步优化图像识别算法,使垃圾识别率提升了10个百分点,对清洁船的外观进行美化改造,二代清洁船已具备较为完善的水上作业功能;2017年,团队为备战节能减排国赛,对清洁船进行了第三次改造升级,最终实现集智能、绿色、高效于一体的作品。目前,参赛智能清洁船垃圾识别率高达97.2%,具备精准的垃圾识别能力;拥有自主创新的伸缩杆控制结构,实现了太阳能追光系统的最大发电功率;具备空气涵道推力系统,适应于复杂的水域环境,具有功耗低,船航速高等优势;增加了无人机智能路径规划模块,能够适应复杂水域环境的路径巡航。
赛后,队员高飞翔同学回忆说:比赛的过程也是我们突破自我、不断成长的过程。在作品提交前,我们每晚都在通宵改进优化小船,我们还将切割的泡沫把雷萌老师的办公室搞得满地凌乱,泡沫飞舞,那场景如今回想起来还会心生愧疚。看着我们的智能清洁船从雏形变为作品,这一切离不开指导老师和团队成员的辛勤付出,我们希望将这种团队拼搏精神传承给学弟学妹,让更多的同学能在大赛中实现自我提升。