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夺冠!这支“穿墙小分队”捧回竞赛最高奖项

4月23日,第十六届“兆易创新杯”研电之星挑战赛以线上形式落下帷幕。来自国防科大电子科学学院的宋永坤、李志、许卓3名研究生凭借作品“隔墙识人知心者—射频雷达人体智能感知系统”从百余所高校的5000余支参赛队伍中脱颖而出,以第一名的好成绩夺得第十六届全国研究生电子设计竞赛最高奖项“研电之星”!

这是我校代表队继2020年后再次夺冠,国防科技大学成为该赛事中首个夺冠五次的参赛单位。

 

“穿墙小分队”展示视频

时针拨回比赛前,队长宋永坤发现,如何在遮蔽、无光等复杂环境中实现准确的人体目标探测与识别是反恐维稳、应急救援、智能监控等领域亟需解决的问题。“作为军校学员,我们有责任和使命将所学知识转化为实际应用,解决现实问题!”宋永坤和队友李志、许卓一拍即合。

锁定创意灵感后,诸多技术问题摆在他们面前:如何在遮蔽环境中获取多个人体目标的多域信息,如何分离提取微弱的人体心跳信号……“那段时间我们查资料查到怀疑人生,晚上做梦都在查阅文献。”回想起那段摸索的日子,队员许卓感慨道。

经过长期刻苦攻坚,团队最终将目光锁定在结合微波穿透成像技术和深度学习技术的三维MIMO雷达智能感知系统。基于这套系统的穿墙应用,他们自称“穿墙小分队”。

▲ 隔墙人体目标探测

在系统研制过程中,通宵调试代码成为了常态,每一个细小的优化,都凝聚着团队成员几个昼夜的心血。

为了适应不同应用场景,团队跑遍了校园内的各个建筑,在电磁楼、铁塔楼,甚至在教师公寓开展多次穿墙探测实验,他们白天采集数据、记录问题,晚上针对问题修改天线布局、优化系统结构。

▲ 隔墙多人非接触生理信号提取与姿态重构结果

为了获取足够的样本,增强系统的适用性,他们“抓”了几十名同学采集数据,“每次在教研室遇到一个新面孔我都会特别激动,这意味着我们的样本集又多了一分可靠性!”谈起那段“抓”同学的经历,队员李志笑着说。最终,团队采集了十二万组数据,极大地提高系统的可靠性。

“真实的场景不会这么理想,你们的作品实际效果怎么样?”专家的提问,让团队陷入更深的思考。为了使作品顺利应用到实际场景中,团队奔赴国家地震紧急救援训练基地,钻进各类废墟,在极限条件进行测试。

▲ 在国家地震紧急救援训练基地进行实地测试

功夫不负有心人,在金添教授的悉心指导以及队员们的共同努力下,团队设计并实现了首个可实时穿透探测多个人体目标位置、呼吸、心跳生命体征信号以及三维姿态信息的射频雷达系统,在技术原理上消解了无光、遮蔽、非视距等复杂环境下的探测难题,可用于隐蔽人体目标的位置、生命体征信号和姿态的感知与理解。超宽带MIMO雷达能够获取封闭场景内部的空间信息,极大提高穿墙雷达在反恐、救援、巷战等应用中探测精度和信息维度。

▲ 遮挡场景人体姿态重构结果

决赛前夜凌晨,铁塔楼会议室内灯火通明。参赛队员还在为第二天的比赛做最后的准备。

“你们的作品实现了遮挡环境下多个人体目标的智能感知,具有较大的实用意义。”比赛现场,“穿墙小分队”的作品得到专家评委与线上观众的一致认可。在观众投票与专家打分环节,“穿墙小分队”以多于第二名50%票数的绝对优势拿到全场最高分。

▲ 团队和指导老师合影

至此,历时一年,从初赛再到全国总决赛,“穿墙小分队”一路过关斩将,以遥遥领先的成绩,为学校争得了荣誉,展现了科大人厚德博学、强军兴国的信念和踔厉奋发、笃行不怠的风采。“未来我们还要继续锤炼本领,为强国强军事业奉献力量!”宋永坤说道。