王橋生 通訊員 攝
創(chuàng)客語(yǔ)錄:
百折不撓,創(chuàng)新不止。
—余振興、王橋生
湖南日?qǐng)?bào)記者 柳德新 劉桂林
對(duì)我國(guó)多達(dá)45億畝林地來(lái)說(shuō),如何快速監(jiān)測(cè)林業(yè)病蟲(chóng)害和森林火災(zāi),準(zhǔn)確判定災(zāi)害發(fā)生地點(diǎn)、面積,歷來(lái)是一大難題。
如今,湖南中航天目測(cè)控技術(shù)有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“天目測(cè)控”)的“湘創(chuàng)客”,成功研發(fā)出一套無(wú)人機(jī)電子勾繪系統(tǒng),比傳統(tǒng)人工勾繪提高效率上百倍,比美國(guó)載人勾繪的同類(lèi)系統(tǒng)節(jié)省成本80%以上,且更為精確、安全。
僅用半個(gè)小時(shí),“看”遍17880畝森林
5月12日,天目測(cè)控董事長(zhǎng)余振興、總經(jīng)理王橋生來(lái)到長(zhǎng)沙縣大山?jīng)_森林公園,現(xiàn)場(chǎng)演示林業(yè)有害生物無(wú)人機(jī)電子勾繪系統(tǒng)。記者看到,這套系統(tǒng)包括無(wú)人飛機(jī)、圖像地面站、飛控電腦和勾繪電腦4大件。
只見(jiàn)王橋生在飛控電腦上點(diǎn)擊“自動(dòng)起飛”,再把無(wú)人機(jī)向外拋出,才半分鐘,無(wú)人機(jī)就爬升到200米高度。
開(kāi)啟“航線模式”,無(wú)人機(jī)進(jìn)入全自主飛行狀態(tài)。“放心,飛機(jī)會(huì)按照我事先規(guī)劃的航線飛。”圖像地面站上,實(shí)時(shí)顯示出由無(wú)人機(jī)回傳的視頻圖 像。勾繪電腦的屏幕上,視頻圖像自動(dòng)和電子地圖進(jìn)行配準(zhǔn)。王橋生解釋?zhuān)阂曨l圖像中每秒有30幀畫(huà)面,每幀畫(huà)面都帶有對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)(經(jīng)緯度)和空間三維姿態(tài); 勾繪軟件通過(guò)幾何運(yùn)算,將視頻圖像與電子地圖匹配疊加。
圖像上的各種不同顏色自動(dòng)分割并出現(xiàn)輪廓,輪廓線條在電子地圖上自動(dòng)生成一個(gè)個(gè)“斑點(diǎn)”,系統(tǒng)用不同的顏色標(biāo)識(shí)出有害生物的種類(lèi)和程度。“哪些樹(shù)是枯死木,哪些樹(shù)有病蟲(chóng)害,一目了然。自動(dòng)勾繪的同時(shí),病蟲(chóng)害面積也計(jì)算出來(lái)了。”
不到半小時(shí),無(wú)人機(jī)就將大山?jīng)_森林公園“掃描”了一遍,公園的全景圖也同時(shí)拼接完成,并顯示共“掃描”了17880畝森林。
研發(fā)“高大上”,不惜“燒錢(qián)”2000萬(wàn)
這么“高大上”的電子勾繪系統(tǒng),有著讓人動(dòng)容的故事。
汶川大地震時(shí),雖然有無(wú)人機(jī)航拍災(zāi)區(qū),但需要后期處理才能將圖像與電子地圖配準(zhǔn),以確定各目標(biāo)的位置和面積。當(dāng)時(shí)正開(kāi)辦一家航拍公司的王橋 生心想:無(wú)人機(jī)航拍災(zāi)區(qū)并回傳圖像的同時(shí),如果能夠同步記錄坐標(biāo)和姿態(tài),就可勾繪出災(zāi)害的位置,計(jì)算出面積等數(shù)據(jù),那該節(jié)省多少時(shí)間??!
依托航拍經(jīng)驗(yàn)和自主研制的“天目大鵬”固定翼無(wú)人機(jī),王橋生在中科院院士、國(guó)家模數(shù)識(shí)別重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任譚鐵牛和著名數(shù)學(xué)家侯振挺等人指導(dǎo)下,2010年開(kāi)始了無(wú)人機(jī)電子勾繪系統(tǒng)的研發(fā)。
在省林業(yè)廳森防總站支持下,王橋生將該系統(tǒng)的應(yīng)用重點(diǎn)放在林業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)方面。每次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)來(lái)到長(zhǎng)沙周邊的林區(qū),搭起帳篷,一呆就是好幾天,先后攻克了極軸天線跟蹤、全景圖拼接、航拍防抖減震、坐標(biāo)同步錄制、飛防面積計(jì)算等技術(shù)難關(guān)。
創(chuàng)新,需要大量的投入。他把航拍業(yè)務(wù)的收入,全都投入到研發(fā)中,“還得到國(guó)家創(chuàng)新基金及長(zhǎng)沙縣政府各50萬(wàn)元支持”。只見(jiàn)“燒錢(qián)”,不見(jiàn)收 益,公司一個(gè)個(gè)股東相繼撤資。就在王橋生快“扛不住”的時(shí)候,他的好友余振興加入進(jìn)來(lái),為研發(fā)提供持續(xù)的資金支持。歷時(shí)5年,耗資2000多萬(wàn)元,林業(yè)有 害生物無(wú)人機(jī)電子勾繪系統(tǒng)終于研發(fā)成功。
勾繪技術(shù)領(lǐng)先于美國(guó)
研發(fā)林業(yè)有害生物無(wú)人機(jī)電子勾繪系統(tǒng)的過(guò)程,也是一系列發(fā)明創(chuàng)造的過(guò)程。幾年來(lái),他們累計(jì)獲得11項(xiàng)專(zhuān)利,包括3項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利。其中,發(fā)明專(zhuān) 利“無(wú)人機(jī)航拍視頻實(shí)時(shí)全景圖拼接方法”,在無(wú)人機(jī)飛行的同時(shí),自動(dòng)、實(shí)時(shí)拼接全景圖,效率極高。僅這一項(xiàng)專(zhuān)利,評(píng)估市值就達(dá)2億多元。
這套林業(yè)有害生物無(wú)人機(jī)電子勾繪系統(tǒng),在2011年就開(kāi)始在湖南、浙江等地林業(yè)部門(mén)試用。當(dāng)時(shí),湖南省林業(yè)廳森防總站站長(zhǎng)劉躍進(jìn)認(rèn)為可以全 國(guó)普及試用,但追求完美的王橋生卻堅(jiān)持要把圖像自動(dòng)分割功能研發(fā)完善并加載其中,才愿意推廣,并且讓這套系統(tǒng)“具有自我學(xué)習(xí)功能,越用越靈泛”。
4月25日,美國(guó)林務(wù)局專(zhuān)家弗蘭克來(lái)華觀看演示后稱(chēng)贊:中國(guó)采用無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)森林資源的勾繪技術(shù)領(lǐng)先于美國(guó)。應(yīng)美方要求,國(guó)家林業(yè)局將這個(gè)項(xiàng)目列為中美林業(yè)合作項(xiàng)目之一。
創(chuàng)新,開(kāi)啟一片藍(lán)海。“無(wú)人機(jī)在200米上空航拍,可清晰拍攝到地面上5厘米大小的物體,哪怕是一個(gè)火柴盒。”余振興說(shuō),因?yàn)橛羞@樣的特 性,這套系統(tǒng)不僅可用于林業(yè)有害生物防治,通過(guò)配套相關(guān)軟件,還可廣泛應(yīng)用于各類(lèi)搶險(xiǎn)救災(zāi)、國(guó)土資源勘測(cè)、土地確權(quán)頒證、景區(qū)監(jiān)測(cè)甚至低空偵察等領(lǐng)域。