王橋生 通訊員 攝
創客語錄:
百折不撓,創新不止。
—余振興、王橋生
湖南日報記者 柳德新 劉桂林
對我國多達45億畝林地來說,如何快速監測林業病蟲害和森林火災,準確判定災害發生地點、面積,歷來是一大難題。
如今,湖南中航天目測控技術有限公司(簡稱“天目測控”)的“湘創客”,成功研發出一套無人機電子勾繪系統,比傳統人工勾繪提高效率上百倍,比美國載人勾繪的同類系統節省成本80%以上,且更為精確、安全。
僅用半個小時,“看”遍17880畝森林
5月12日,天目測控董事長余振興、總經理王橋生來到長沙縣大山沖森林公園,現場演示林業有害生物無人機電子勾繪系統。記者看到,這套系統包括無人飛機、圖像地面站、飛控電腦和勾繪電腦4大件。
只見王橋生在飛控電腦上點擊“自動起飛”,再把無人機向外拋出,才半分鐘,無人機就爬升到200米高度。
開啟“航線模式”,無人機進入全自主飛行狀態。“放心,飛機會按照我事先規劃的航線飛。”圖像地面站上,實時顯示出由無人機回傳的視頻圖 像。勾繪電腦的屏幕上,視頻圖像自動和電子地圖進行配準。王橋生解釋:視頻圖像中每秒有30幀畫面,每幀畫面都帶有對應的坐標(經緯度)和空間三維姿態; 勾繪軟件通過幾何運算,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分割并出現輪廓,輪廓線條在電子地圖上自動生成一個個“斑點”,系統用不同的顏色標識出有害生物的種類和程度。“哪些樹是枯死木,哪些樹有病蟲害,一目了然。自動勾繪的同時,病蟲害面積也計算出來了。”
不到半小時,無人機就將大山沖森林公園“掃描”了一遍,公園的全景圖也同時拼接完成,并顯示共“掃描”了17880畝森林。
研發“高大上”,不惜“燒錢”2000萬
這么“高大上”的電子勾繪系統,有著讓人動容的故事。
汶川大地震時,雖然有無人機航拍災區,但需要后期處理才能將圖像與電子地圖配準,以確定各目標的位置和面積。當時正開辦一家航拍公司的王橋 生心想:無人機航拍災區并回傳圖像的同時,如果能夠同步記錄坐標和姿態,就可勾繪出災害的位置,計算出面積等數據,那該節省多少時間啊!
依托航拍經驗和自主研制的“天目大鵬”固定翼無人機,王橋生在中科院院士、國家模數識別重點實驗室主任譚鐵牛和著名數學家侯振挺等人指導下,2010年開始了無人機電子勾繪系統的研發。
在省林業廳森防總站支持下,王橋生將該系統的應用重點放在林業有害生物監測方面。每次現場實驗,他帶領團隊來到長沙周邊的林區,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、坐標同步錄制、飛防面積計算等技術難關。
創新,需要大量的投入。他把航拍業務的收入,全都投入到研發中,“還得到國家創新基金及長沙縣政府各50萬元支持”。只見“燒錢”,不見收 益,公司一個個股東相繼撤資。就在王橋生快“扛不住”的時候,他的好友余振興加入進來,為研發提供持續的資金支持。歷時5年,耗資2000多萬元,林業有 害生物無人機電子勾繪系統終于研發成功。
勾繪技術領先于美國
研發林業有害生物無人機電子勾繪系統的過程,也是一系列發明創造的過程。幾年來,他們累計獲得11項專利,包括3項發明專利。其中,發明專 利“無人機航拍視頻實時全景圖拼接方法”,在無人機飛行的同時,自動、實時拼接全景圖,效率極高。僅這一項專利,評估市值就達2億多元。
這套林業有害生物無人機電子勾繪系統,在2011年就開始在湖南、浙江等地林業部門試用。當時,湖南省林業廳森防總站站長劉躍進認為可以全 國普及試用,但追求完美的王橋生卻堅持要把圖像自動分割功能研發完善并加載其中,才愿意推廣,并且讓這套系統“具有自我學習功能,越用越靈泛”。
4月25日,美國林務局專家弗蘭克來華觀看演示后稱贊:中國采用無人機監測森林資源的勾繪技術領先于美國。應美方要求,國家林業局將這個項目列為中美林業合作項目之一。
創新,開啟一片藍海。“無人機在200米上空航拍,可清晰拍攝到地面上5厘米大小的物體,哪怕是一個火柴盒。”余振興說,因為有這樣的特 性,這套系統不僅可用于林業有害生物防治,通過配套相關軟件,還可廣泛應用于各類搶險救災、國土資源勘測、土地確權頒證、景區監測甚至低空偵察等領域。