揭榜挂帅,等你来战!第十九届“挑战杯”竞赛之拒止环境下微型无人机集群搜索研究

赛事背景

为深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,贯彻落实党的二十大关于实施科教兴国战略,强化现代化建设人才支撑的战略部署,教育引导广大青年面向国家重大需求,踊跃投身科研攻关第一线,加速青年科技创新成果向现实生产力转化,汇聚磅礴青春力量加快建设科技强国,特举办第十九届“挑战杯”竞赛2024年度“揭榜挂帅”专项赛。

现将该专项赛中“ 题目4:拒止环境下微型无人机集群搜索研究 ”赛题信息分享给大家,欢迎各高校积极组织学生参赛,开展研发攻关!

赛题介绍

组织单位:中国电子科技集团公司第二十九研究所
题目名称:拒止环境下微型无人机集群搜索研究
题目介绍:

微型无人机具有体积小、成本低、灵活多能的特点,近年来在民用领域和军用领域都得到了广泛的应用。微型无人机的安全飞行与控制决策主要依赖于其自定位和对周围环境的感知,但在某些拒止环境区域内,微型无人机的GNSS(全球导航卫星系统)和通信链路都极易受到电磁干扰甚至失效,将面临信息不完整的挑战;同时,此类拒止环境中经常有搜索任务需求,单架无人机执行搜索任务时,存在容错率差,效率低下等问题,难以胜任搜索工作。采用多架无人机协同搜索,可以在不同空域同时执行任务,提高搜索的效率和精度。

综合以上应用需求,开展拒止环境下微型无人机集群搜索研究,对微型无人机自主导航和集群控制提出新的方法,从而提升拒止环境下无人机群生存能力和任务执行能力。相关方法的研究,样机的研制与测试,可为微型无人机在拒止环境下的应用寻求破局之法。

参赛要求

2024年6月1日以前正式注册的全日制非成人教育的各类高等院校在校专科生、本科生、硕士研究生(不含在职研究生)均可申报作品参赛,以个人或团队形式参赛均可,每个团队不超过10人(含作品申报者),每件作品可由不超过3名教师指导完成。可以跨专业、跨校、跨地域组队。

本校硕博连读生(直博生)若在2024年6月1日以前未通过博士资格考试的,可以按研究生学历申报作品。没有实行资格考试制度的学校,前两年可以按硕士学历申报作品。本硕博连读生,按照四年、两年分别对应本、硕申报,后续则不可申报。

毕业设计和课程设计(论文)、学年论文和学位论文、国际竞赛中获奖的作品、获国家级奖励成果(含本竞赛主办单位参与举办的其他全国性竞赛的获奖作品)等均不在申报范围之列。

每件作品仅可由1所高校推报,高校在推报前要对参赛团队成员及作品进行相关资格审查。

每所学校选送参加专项赛的作品数量不设限制,但同一作品不得同时参加第十九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛主体赛事自然科学类学术论文、哲学社会科学类调查报告、科技发明制作作品评比。

答题要求

综合应用新方法、新技术开展拒止环境下的微型无人机集群搜索研究,包括但不限于通过非GNSS组合导航、集群协同控制、自主识别等方法,实现无人机集群在拒止环境下的自主导航与协同作业。具体要求如下:

1、指标要求

无人机构型:四旋翼构型;

无人机重量:≤1500g;

集群数量:8个;

机间传输速率约束:≤10kb/s;

具有自主目标识别、图像导引等功能;

在GNSS失效状态下可完成自主导航、集群控制等应用。

2、测试要求

(1) 区域范围验证区域内分为起降区(起降区为30m×15m的矩形区域)和拒止环境区。

拒止环境区域内:卫星导航不可用;地面站上行控制不可用;机间通信可用但传输速率有约束。

(2) 典型目标典型目标放置于地面,为 0.5m×0.5m 黑底白字的阿拉伯数字。其中,英文字母为干扰项。

(3) 测试流程

1)起降区域:将8架无人机任意分为1、2、3组,依次完成组网建链、任务装订等工作,然后由地面站控制集群飞向拒止环境区。

2)拒止环境区域:进入该区域后通过外置干扰机或远程控制对平台自身GNSS进行屏蔽,此后地面站只进行集群遥测工作;无人机集群在该区域对数字进行协同搜索识别,寻找自身组别对应的数字标识;在正确识别标识后,降落于距标识中心2m的区域内。

作品评选标准

参赛作品以100分制进行评判,其中系统方案占40分,样机实测占60分,根据综合分数评出各类奖项,评分标准如下表所示:

关于该项目的作品提交要求及其奖励和保障措施,详见比赛详细方案:https://download.amovlab.com/prometheusgroundstation-pro/%E6%96%87%E6%A1%A3/%E7%AC%AC%E5%8D%81%E4%B9%9D%E5%B1%8A%E2%80%9C%E6%8C%91%E6%88%98%E6%9D%AF%E2%80%9D%E7%AB%9E%E8%B5%9B%E4%B9%8B%E6%8B%92%E6%AD%A2%E7%8E%AF%E5%A2%83%E4%B8%8B%E5%BE%AE%E5%9E%8B%E6%97%A0%E4%BA%BA%E6%9C%BA%E9%9B%86%E7%BE%A4%E6%90%9C%E7%B4%A2%E7%A0%94%E7%A9%B6.pdf

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