空-地-人语音协同系统:AGH Audio Collaboration-系统级音频协同基础设施

空地协同监测:GNSS-Denied UAV+UGV Collaborative Inspection

AiBrainBox-Substation

AiBrainBox-V Air Scout:空中侦察

AiBrainBox-G Ground Inspector:地面精检


*

AiBrainBox Relay Hub:协同中继


*

AI Mission Cloud

应用场景:

  • 隧道

  • 地铁

  • 矿井

  • 管廊

  • 地下停车场

地下变电站 GNSS-Denied UAV+UGV Collaborative Inspection

包括:

1. 地下变电站

  • 封闭空间

  • GNSS完全失效

  • 光照复杂

  • EMI(强电磁干扰)

  • 通信遮挡严重


2. 地下综合管廊电力舱

  • 长走廊

  • 多岔路

  • 重复纹理

  • 低光/无光


3. 室内变电站 / 配电室

  • 空间狭窄

  • 障碍密集

  • 高精设备密布


核心任务

UAV负责-空中快速感知

  • 高位巡检

  • 顶部设备检测

  • 通信中继

  • 全局建图


UGV负责-地面精细执行

  • 近距离检测

  • 声学检测

  • 热成像

  • 精准复查

所以本质是:

UAV = Scout(侦察)

UGV = Operator(执行)

这是非常典型的空地协同范式。

技术挑战


Challenge 1:GNSS完全拒止

传统无人机:GNSS失效 = 基本"失明"

AiBrainBox-V / UGV 多模态融合:

  • VIO

  • LiDAR SLAM

  • UWB

  • Map Matching


Challenge 2:通信严重受限

地下环境:

  • 5G衰减

  • Mesh多跳不稳定

  • 墙体阻挡

UAV悬停充当:动态空中中继站

研究方向:

  • Relay placement

  • Dynamic topology optimization

  • Link adaptation


Challenge 3:空地时空对齐

难点:UAV和UGV看到的世界不同。

  • UAV:俯视

  • UGV:平视

跨视角统一地图:

Global Substation Coordinate Frame多机器人协同SLAM

核心:

时序同步:PPS/PTP

外参标定:UAV / UGV / AGH

Shared Map Frame


Challenge 4:任务分工


UAV适合:

快速巡检

  • 扫描全局

  • 异常初筛

  • 热点检测

  • 异物识别

全局语义地图

生成:

  • 开关柜位置

  • 变压器位置

  • 通道结构


UGV适合:

近距离精检

比如:

  • 局放声学检测

  • 接头热异常

  • 仪表读数


任务链:

复制代码
复制代码

这是一个完整的协同闭环。


技术框架(AiBrainBox视角)

六层:


Layer 1:Embodied Layer

UAV:AiBrainBox-V

传感器:

  • 多目

  • 固态LiDAR(可选)

  • 工业级IMU

  • RTK(地面可用时)

  • UWB


UGV:AiBrainBox-UGV

增加:

  • 热成像

  • 声学阵列

  • PTZ inspection head


Layer 2:Perception Layer

UAV:全局空间感知

输出:

  • Sparse 3D map

  • Semantic topology


UGV:局部精细感知

输出:

  • Dense inspection detail

融合后:

Hierarchical Map


Layer 3:Localization Layer

采用双层定位:


Global Layer(UAV主导):全局地图构建

Local Layer(UGV主导):局部高精定位


通过:

Cooperative Relocalization

即:UGV在UAV地图中重定位。


Layer 4:Communication Layer

多链路:

Primary:Mesh

Secondary:5G

Backup:UWB ranging


关键算法:动态链路调度

根据:

  • RSSI

  • latency

  • packet loss

切换链路。


Layer 5:Task Intelligence Layer

LLM/VLA切入点。

任务:

"检查B2区域3号变压器顶部绝缘子"

系统拆解:

这是很完整的 embodied AI。


Layer 6:Mission Cloud

作用:

数据闭环:异常 → 标注 → 重训


数字孪生:地下变电站数字地图


知识库

设备语义知识:

  • 变压器

  • 母线

  • 开关柜

支持语义推理。


科研方向


方向1:GNSS-denied Air-Ground Cooperative SLAM

方向2:Semantic Task Allocation

UAV发现 → UGV执行

方向3:Dynamic Relay Optimization

UAV作为通信中继


方向4:Substation VLA

自然语言:"检查温度异常区域"

机器人自主执行。


方向5:Multi-modal Fault Understanding

融合:

  • RGB

  • Thermal

  • Acoustic

  • LiDAR

进行故障理解。

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