建设背景
无人机与人工智能的结合，正在重塑传统行业并开拓全新应用场景。通过搭载AI芯片、传感器及深度学习算法，无人机实现了从“远程操控工具”到“自主决策终端”的跨越式进化。在核心技术层面，AI赋予无人机实时环境感知能力，如通过计算机视觉识别障碍物、追踪目标，结合SLAM技术实现复杂场景下的精准避障与路径规划。行业应用中，农业无人机通过多光谱分析精准监测作物健康，物流无人机利用智能调度系统优化配送路线，安防巡检无人机则能自动识别异常行为并预警。更值得关注的是，AI驱动的无人机集群技术已应用于灾害救援，多机协作可快速构建三维灾情模型，提升搜救效率。
随着边缘计算与5G技术的融合，未来无人机将在城市管理、环境保护等领域展现更强的实时决策能力，但同时也面临数据隐私、空域安全等挑战，亟待技术标准与法规的协同创新，无人机+人工智能在多个学科和领域都有着学术研究意义。对于高等院校来说，面对无人机技术和人工智能技术的发展，如何培养兼具不同学科和领域的技术应用与行业知识的复合型人才成为了重点，同时，人工智能技术能够与高校教学的深度融合，将推动教育从“规模导向”向“质量驱动”转型，要求高校在课程创新、师资建设、成果落地、资源整合等领域实现系统性变革，结合学生自身情况，从“标准化教学”转向“精准化育人”。
建立无人机与人工智能实验室，能够推动技术研发和创新，培养复合型人才，搭建产教融合实践平台，加速人工智能与无人机融合技术的突破。同时驱动产业升级与经济发展，革新教育模式与科研体系，不仅是技术研发与人才培养的基础设施，更是连接教育、产业与科研的核心枢纽，其目标在于通过技术赋能与生态协同，推动社会生产力和创新能力的双重跃升。
高校人工智能+无人机实验室方案概述
“人工智能+”（Artificial Intelligence Plus，AI+）是指将人工智能技术与各行各业深度融合，推动产业转型升级和创新发展的一种理念与实践。它不仅是将人工智能应用于某一特定领域，而是通过技术的集成与创新，实现对传统行业的全面赋能与重构。机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支，用机器代替人眼来做测量和判断，通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
实验室聚焦人工智能技术研究、应用开发及人才培养，配备先进的教学实训仪器，可满足教学、科研和竞赛各类需求。通过配备搭载各类传感器的无人机，可满足数据采集等需求，数据分析与处理聚焦大数据价值挖掘的前沿科研平台，集成了分布式计算、机器学习与可视化分析技术体系。实验室构建了"采集-存储-计算-应用"四层技术架构，配备混合计算集群、GPU训练与推理服务器及大容量存储系统，支持结构化数据、时序数据、空间数据等多模态数据的并行处理。
主要功能
1）了解分布式、边缘计算和各类芯片架构原理
分布式人工智能全场景智慧教学与实训平台包括分布式人工智能系统各个主要组成部分，主要模块包括终端设备、边缘设备、网络设备和云端设备，可满足人工智能全场景教学、实验与科研。
2）满足不同场景教学实验需求
满足计算机网络、分布式计算、高性能计算与边缘计算相关教学与实验。
■ 实现人工智能模型训练与优化，可满足各类人工智能应用开发、测试与部署，满足大语言模型离线部署与应用。
■ 终端节点可对采集到的数据进行初步处理，终端设备包括ARM和RISC-V不同芯片架构类型的模块，可满足不同类型架构芯片的原理学习和程序开发、Linux相关基础学习与开发、基础AI模型的部署等。
■ 当终端节点性能不足以满足需求时，将一部分处理后的数据交由算力更强的边缘节点处理，边缘节点采用JETSON Orin NX Super和华为昇腾架构，可满足不同类型架构芯片的原理学习，满足较为复杂的深度学习相关程序开发和部署。
■ 云端设备提供高性能计算模块和存储模块，当终端和边缘设备算力无法满足需求时，可将部分处理后的数据交由高性能的云端处理，可满足模型训练与推理，提供大语言模型本地化部署方案。
■ 云端设备还提供存储模块，提供大容量数据存储空间，各模块均可访问其数据。
■ 网络设备主要包括路由模块、交换模块和管理模块，路由模块、交换模块提供各模块之间的互联互通，路由模块支持二次开发，支持自定义网络环境配置。
支持统一管理
■ 管理模块可以对所有模块进行统一管理与配置和协同调度，集成可视化监控系统，可在同一页面展示所有模块的CPU、RAM、GPU等占用情况数据，使用图形化方式展示。
■ 各模块支持二次开发，提供丰富教程资料，便于教学、竞赛和科研使用。
3）无人机传感器系统开发
无人机等任何智能设备都离不开传感器技术，学生需要了解各类传感器的工作原理和特征并结合理论知识完成传感器系统软硬件开发，并将相关传感器与无人机结合以实现更多功能，能够培养学生的综合开发能力。
4）惯性导航系统开发
惯性导航系统是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统，可用于无卫星定位时的持续导航定位。学生可以通过学习相关技术原理，并开发符合实际需求的软硬件系统并与无人机进行结合，培养学生的软硬件开发能力。
5）无人机算法仿真
可在计算机中模拟无人机与人工智能算法，避免因程序设计不当造成无人机损坏或造成人员受伤。
6）掌握人工智能系统环境搭建
了解和掌握主要人工智能开发和应用的系统环境搭建，能够运行常见人工智能模型并进行实验。
7）了解环境感知与传感器技术
了解和掌握智能环境感知和传感器相关技术，学习ROS与SLAM建图相关技术并进行实验。
8）掌握无人机+人工智能相关知识
了解和掌握人工智能、深度学习、机器视觉等知识，学习无人机避障碍、导航、目标跟踪等原理并实现相关应用。熟悉并配置ROS操作系统，熟悉Linux操作系统常用命令。
9）了解无人机自主飞行原理
了解和验证无人机自主飞行相关技术方案和原理，学习无人机控制相关技术并进行实验。
10）了解和掌握蜂群协同定位和协同控制
支持多无人机之间的协同定位，使蜂群在飞行过程中能够准确知晓彼此位置，为蜂群的协同飞行、编队等功能提供基础。可实现无人机之间的机间两两通信，任意一架无人机均可获取其他无人机的信息以及控制其他无人机飞行，从而实现蜂群的协同飞行、编队变换等复杂功能，以完成各种任务。
11）了解和掌握蜂群协同定位和协同控制
支持多无人机之间的协同定位，使蜂群在飞行过程中能够准确知晓彼此位置，为蜂群的协同飞行、编队等功能提供基础。可实现无人机之间的机间两两通信，任意一架无人机均可获取其他无人机的信息以及控制其他无人机飞行，从而实现蜂群的协同飞行、编队变换等复杂功能，以完成各种任务。
关于中航恒拓
中航恒拓智能科技河北有限公司，创立于2014年，专门致力于教育、科研无人机领域，主要提供面向教育教学及科研、竞赛的人工智能+无人机解决方案及相关配套产品。主要产品及服务包括面向教育的无人机实训平台、无人机创客实验室解决方案、无人机实训实验室解决方案、职业院校无人机应用技术专业建设方案、无人机产教融合实训基地建设等，为各类教育机构提供无人机教育、实训实践、竞赛及学科建设多一站式服务。
公司具有强大的技术团队，于 2016 年在北京成立研发中心，与多家知名高校和研究机构合作，目前拥有专利及软件著作权数十项，2019 年被认定为为高新技术企业，现已与多所院校合作设立无人机专业、成立无人机工程实验室，提供了大量教学和比赛用无人机。
公司与国内多所知名院校就实验室共建、产品研发与测试、学生实训等诸多方面展开深如合作。先后与北京交通大学、北京理工大学、北京航空航天大学、清华大学、中科院自动化所等单位在技术研究和产品研发等方面进行深入合作。同时与北京威斯博、慧伊创新科技、河北蚁人电子等多家企业合作进行联合研发和设计，发挥各方优势，快速提升产品水平和企业综合竞争力。