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無人機(jī)整機(jī)
無人機(jī)配件
無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具2024年，正值ROS暑期學(xué)校成立十周年。為了推動ROS在中國的教育培訓(xùn)、前沿研究和產(chǎn)業(yè)落地，暑期學(xué)校再度拉開帷幕。阿木實驗室自2019年起受邀參與ROS暑期學(xué)校，通過與張新宇教授的合作，持續(xù)為國內(nèi)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展和普及貢獻(xiàn)力量。本次訓(xùn)練營在上海的華東師范大學(xué)滴水湖國際軟件學(xué)院舉辦，30名學(xué)員分為5組，進(jìn)行了為期五天的無人機(jī)自主追蹤小車訓(xùn)練營。
訓(xùn)練營的內(nèi)容和過程本次訓(xùn)練營的內(nèi)容豐富且結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，分為硬件學(xué)習(xí)、軟件仿真、真機(jī)部署和功能復(fù)現(xiàn)四個階段，為學(xué)員們提供了從理論到實踐的全方位學(xué)習(xí)體驗。
第一天：硬件學(xué)習(xí)
學(xué)員們首先接觸了智能無人機(jī)的硬件平臺，詳細(xì)的了解了無人機(jī)硬件構(gòu)成和參數(shù)設(shè)置。他們學(xué)習(xí)了飛控連接和機(jī)載計算機(jī)的架構(gòu)與選型，掌握了如何將機(jī)載計算機(jī)與飛控進(jìn)行物理和軟件協(xié)議的連接。通過對相機(jī)驅(qū)動（T265/RTK，D435i）的工作狀態(tài)的熟悉，學(xué)員們開始了第一次自主實驗。團(tuán)隊協(xié)力完成了無人機(jī)的手動室內(nèi)定點飛行，這為后續(xù)的課程奠定了基礎(chǔ)。
第二天：軟件仿真
第二天的課程轉(zhuǎn)向了軟件仿真，學(xué)員們首先了解了仿真在無人機(jī)開發(fā)中的重要性以及如何選擇合適的平臺。隨后，通過Prometheus項目，學(xué)員們熟悉了仿真系統(tǒng)的運行框架、仿真啟動器和地面站的使用。在掌握了無人機(jī)起飛降落的demo操作后，每位學(xué)員都進(jìn)行了實際操作，完成了仿真中的起飛降落任務(wù)。
第三天：自主追蹤小車實驗仿真復(fù)現(xiàn)
第三天的課程重點是無人機(jī)自主追蹤小車實驗的仿真復(fù)現(xiàn)。學(xué)員們首先學(xué)習(xí)了算法流程圖，并通過Prometheus控制接口和SpireCV視覺感知模塊獲取目標(biāo)位置，逐步深入無人機(jī)的坐標(biāo)變換知識。隨后，他們實現(xiàn)了YOLOv5_tracking的核心應(yīng)用代碼，成功編譯生成了應(yīng)用程序，并將COCO數(shù)據(jù)集模型改為追蹤小車CAR模型，完成了仿真復(fù)現(xiàn)任務(wù)。整個過程讓學(xué)員們對無人機(jī)的智能追蹤系統(tǒng)有了更深入的理解。
第四天：真機(jī)部署
第四天，學(xué)員們迎來了真機(jī)部署的挑戰(zhàn)。他們學(xué)習(xí)了機(jī)載計算機(jī)的編譯方法和真機(jī)代碼的框架，并成功將仿真中的代碼移植到真機(jī)的機(jī)載計算機(jī)中。通過實際環(huán)境中的實驗，學(xué)員們實現(xiàn)了無人機(jī)對小車的自主追蹤，并在調(diào)試和對比過程中深入了解了真機(jī)與仿真程序數(shù)據(jù)流的差異。這一環(huán)節(jié)不僅考驗了學(xué)員們的理論知識，還極大地鍛煉了他們的實踐操作能力。
第五天：功能復(fù)現(xiàn)比賽
訓(xùn)練營的最后一天，五個小組進(jìn)行了功能復(fù)現(xiàn)比賽。每個小組都展示了他們在訓(xùn)練營中學(xué)到的技能和知識，通過對無人機(jī)自主追蹤小車實驗的復(fù)現(xiàn)，展示了各自的技術(shù)水平。
第一組比賽的隊伍在原本功能的基礎(chǔ)上，做出了兩處創(chuàng)新性的改動：他們將無人機(jī)的高度追蹤方式設(shè)定為固定高度，避免了高度突然變化可能導(dǎo)致的墜落風(fēng)險，并通過計算物體在相機(jī)中的坐標(biāo)，先修改無人機(jī)的偏航角度，再進(jìn)行追蹤，使得追蹤過程更加平滑。
第六組的學(xué)員也進(jìn)行了兩處關(guān)鍵改動。為了提升飛行的安全性，他們將無人機(jī)的飛行高度調(diào)低至1米，并為無人機(jī)設(shè)定了0.065的偏航角速度。這一改動使得無人機(jī)能夠在目標(biāo)偏離視野中心時自動調(diào)整姿態(tài)，通過逐步校正方向，實現(xiàn)更加精準(zhǔn)和流暢的追蹤。
第三組和第五組的隊伍按照原有的實驗流程，通過4天的學(xué)習(xí)，成功掌握了無人機(jī)自主追蹤小車的功能的復(fù)現(xiàn)，完成了本次訓(xùn)練營的目標(biāo)。
第二組的隊伍還探索了多物體跟蹤功能，將視覺識別引擎中CAR模型更換為COCO數(shù)據(jù)集模型，使視覺跟蹤器能夠識別多種物體，并嘗試了跟蹤瓶子的實驗，效果顯著。
在最終的比賽結(jié)果中，第一組憑借最短的用時和創(chuàng)意的修改，成功獲得了第一名的好成績。第六組也憑借其創(chuàng)新性改動贏得了第二名。雖然其他隊伍沒有進(jìn)入前兩名，但他們在實驗中的專注與努力同樣值得表揚。每個團(tuán)隊都成功復(fù)現(xiàn)了無人機(jī)自主追蹤小車的任務(wù)，展現(xiàn)了出色的技術(shù)能力。
對于每一位參賽者來說，這次訓(xùn)練營只是他們探索無人機(jī)技術(shù)的起點。通過此次學(xué)習(xí)與實踐，他們不僅掌握了無人機(jī)的基礎(chǔ)操作與開發(fā)技能，還積累了寶貴的實踐經(jīng)驗。未來的道路上，還有更多的創(chuàng)新機(jī)會等待著他們?nèi)グl(fā)掘與探索。相信在不久的將來，他們將在機(jī)器人領(lǐng)域取得更大的成就，為行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)更多的力量。
ROS暑期學(xué)校的成功舉辦，不僅為學(xué)員們提供了一個學(xué)習(xí)和展示自我的平臺，也推動了ROS技術(shù)在中國的普及與應(yīng)用。阿木實驗室將繼續(xù)致力于機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，為更多的學(xué)員提供學(xué)習(xí)與實踐的機(jī)會。期待明年，我們能夠在這一平臺上再度相遇，共同見證中國機(jī)器人技術(shù)的成長與進(jìn)步。
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