無人機能“聽聲辯位”了！聽到呼救聲就能定位求助者
in 行業新聞 by zhoushuang
6月21日消息，近日，德國弗勞恩霍夫協會通訊、信息處理和人機工程學研究所（Germany’s Fraunhofer FKIE institute）的研究人員研制了一種無人機，可以通過麥克風收集聲音，然后分析判斷出人類求救的尖叫聲以及聲音方向，來定位需要幫助的人。這款無人機配有兩個核心裝置，分別是利用聲音特征訓練出的人工智能軟件和微型數字麥克風構成的陣列，來保證搜尋有效性和快速性。一、無人機搜救新方向：空中聲學定位該項目首席科學家之一瑪卡麗娜·瓦雷拉（Macarena Varela）告訴《華盛頓郵報》：“與地面救援人員或訓練有素的狗相比，無人機可以在更短的時間覆蓋更大的區域。如果有倒塌的建筑物，無人機可以提醒和協助救援人員，可以去到救援人員自己無法到達的地方?！薄芭渲谩辈煌臒o人機，常應用于不同場景。例如，多數情況下，無人機被用來拍攝被損壞建筑物的航拍圖像，有些無人機具有熱成像功能來掃描生命體，而較大的無人機可以向偏遠地區受災人員運送醫療用品和其他物品。美國華盛頓大學研究人員設計研發使用氣味來定位災難幸存者的無人機，美國航空航天公司（Aerospace Corporation）正在開發可以在視覺上識別狗，并與救援隊分享它們位置的無人機。除了給無人機裝上“眼睛”和“鼻子”之外，科學家還想給無人機添加上“耳朵”，來實現更好的搜救效果。但是無人機使用空中聲學定位面臨挑戰——聽覺裝置需要在人類叫聲和自然界中經常發生的聲音（例如動物叫聲和風聲）之間進行破譯，還可能需要識別求救人員試圖引起救援隊注意的踢腿、鼓掌或其他響動。FKIE團隊研發這款無人機，正是直面如何能準確識別出哪些聲音才是人類發出的求救信號這類挑戰。二、無人機“聽聲”，主要依靠識別算法和微型麥克風FKIE的工程師在構建無人機時，考慮了環境噪音和非人聲求救信號因素，并根據這些進行設計。他們首先記錄了自己的尖叫聲、敲擊聲和其他需要幫助的人可能發出的聲音。然后，研究人員分析每個聲音頻率，以找到共同的特征，并用這些特征來訓練人工智能軟件，調整軟件以過濾掉諸如無人機旋翼聲和其他環境噪音。除了軟件算法，這個搜尋系統的其余部分并沒有那么復雜。研究人員選擇了能在智能手機上找到的微型麥克風類型，讓無人機保持輕便靈活。采用一種稱為“鴉巢陣列”（CNA）的特定類型的麥克風陣列裝備在無人機下方，結合先進的信號處理技術，來定位求救人員產生特定聲音的準確位置。陣列中空間分布和麥克風數量對估計位置的精度有重要影響，因此正確選擇它們非常重要?！ㄎ磺缶日叩母拍顖D瓦雷拉向《華盛頓郵報》表示，他們團隊進行了幾次成功的露天測試，他們的無人機在接收到他們發出的聲音后“幾秒鐘內”就成功地估計了某人的位置。下一步，研究人員計劃在樣機中添加一個更高頻率的麥克風，以使其更好地檢測更多聲音。這不是大眾第一次看到科學家考慮使用聲音來增強無人機的能力。去年，美國普渡大學的研究人員開發了一種系統，該系統允許無人機使用四個麥克風和一個揚聲器進行導航。結語：“聽聲”無人機拓展搜救場景無人機具有體積小、造價低、使用方便、對作戰環境要求低等優點，在救援領域越來越重要的作用。無人機也越來越全能，大都配備可見光攝像機、紅外攝像機、三維激光雷達和熱成像儀等傳感器設備，可以完成視頻、圖像采集和定位搜索。不過無人機的紅外探測器和雷達探測器可探測距離受某些因素限制，后續無人機增加聽覺傳感設備后，有望彌補現有傳感探測器的不足，在災害救援時增加識別概率和加快識別速度，避免更大損失。企業簡介吉林龍航無人機科技服務有限公司，成立于2016年2月，公司是一家以無人機研發生產、民用無人機駕駛員培訓、無人機行業應用服務、青少年航空科普教育為主營業務的《國家級高新技術企業》，現在長春和沈陽擁有超過100萬平米專用無人機飛行空域、2000平米無人機實訓教室、獨立的無人機運營中心和無人機技術服務中心，超過100架的各類型無人機，可滿足各行業的無人機培訓及應用需求。公司始終秉持“專注務實、拼搏進取、誠信共贏”的經營理念，一直致力于為各行業培養優秀的無人機技術人才及提供優質的無人機解決方案，現累計培訓人數超過2000人，服務行業涉及公安、應急、消防、交通、電力、水利、氣象、環保等領域，現合作單位包括：吉林省公安廳、吉林省消防救援總隊、吉林省交通廳、吉林省水利科學研究院、國網吉林省電力有限公司等100余家，合作院校包括：吉林科技職業技術學院、吉林省東北亞教育集團有限責任公司、吉林水利電力職業學院、吉林省勞動技術學校、遼源職業技術學院等20余所。 未來我們將繼續努力，不斷研發滿足各行業需求的無人機產品、創新無人機服務、培養更多的無人機專業技術人才，堅持新發展理念，為加快推進新時代吉林全面振興、全方位振興貢獻我們的專業力量。吉林省無人機實訓基地：長春市卡倫經濟開發區老街3555號吉林省無人機運營中心：長春市凈月區阿里云創新中心1401室 吉林省無人機技術服務中心：長春市北湖經濟開發區盛北大街3222號遼寧省無人機培訓基地：遼寧省沈陽市法庫通用航空產業基地。編輯：周佳慧審核：周 爽掃碼關注我們