本网讯（通讯员 王祥礼）近日，共青团湖北省委向我校发来贺信，对我校在第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中的优异表现表示祝贺，并希望我校进一步为学生搭建创新创业实践平台，提升学生创新创业实践能力，推进成果转化、创业孵化。
在第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中，我校师生齐心协力，奋勇拼搏，校团委的精心组织，学校各部门的通力配合，我校共斩获9项国奖，并荣获“累进创新专项奖”1项（我校首次获得，全国仅17项），为学校、为湖北省赢得了荣誉，充分彰显我校学子投身科技创新、勇攀科学高峰的昂扬奋斗精神。
团省委贺信中，特别提到我校周耀胜老师团队的《新视界——基于华为云和MindSpore框架的智能盲杖》项目，该项目在第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“黑科技”专项赛中获评“恒星级”（全国一等奖）作品。
今天，我们一起来认识一下吧！
为盲人打开新视界、为盲人出行保驾护航
项目团队所研发的智能盲杖是基于华为MindSpore计算框架、华为云、超声波避障等技术基础，集便携性、安全性、智能性、多功能性一体的智能化产品。视频演示中展示了产品实测效果及其“实物检测、道路检测、地势检测、远程安保”四大功能。
项目团队主要从事软件开发，涵盖算法研究、人工智能技术等领域。经过市场调研发现，我国有盲人超过1300万，是世界上盲人最多的国家。面对如此庞大的盲人群体，如何让盲人在人工智能技术出行更加安全便利一直是困扰社会的问题。我校项目团队致力于改善盲人出行安全，缓解盲人信息闭塞的焦虑情绪，共建美好和谐社会。
软件方面，该作品运用可高效执行、全场景覆盖的MindSpore框架，协同华为昇腾芯片。为提高检测准确性，我们团队将Yolo v5特征提取网络中的标准卷积更换为轻量化的深度可分离卷积，同时提出池化注意力模块，解决无注意力偏好问题。
硬件方面，该作品采用WiFi IT主控板，配置2.4GHz WiFi SAC芯片，集成IEEE 802.11b/g/n基带、RF和32位MCU，支持Harmony、Lite OS和第三方组件等。
经检测，团队自主创新研发的目标检测算法的检测准确率高达98%。
智能盲杖具有以下优点：
1.实时感知环境：通过多种传感器和智能算法，智能盲杖能够实时感知周围环境，包括障碍物、热源、图像等信息，从而为盲人提供更加全面的环境感知和导航指引。
2.智能避障：智能盲杖的红外收发器可以感知前方和侧面的障碍物，并根据障碍物的距离和方向信息，控制拐杖体的运动轨迹，自动进行避障，从而避免盲人与障碍物的碰撞。
3.精确导航：智能盲杖可以通过内置的多种传感器和寻路算法，实时感知盲人的位置、速度、方向等信息，并提供精确的导航指引，帮助盲人避免迷路和走错路的情况。
4.语音交互：智能盲杖还具有语音交互功能，盲人可以通过语音指令进行操作，例如询问天气、播放音乐、接听电话等，也可以通过语音控制拐杖体的运动和传感器的开关机等操作。
5.增强现实：智能盲杖可以通过增强现实技术将虚拟信息与真实世界进行融合，例如可以为盲人提供导航指示、文字说明、语音提示等增强现实信息，从而帮助盲人更好地了解周围环境和进行独立行动。
6.紧急呼叫：智能盲杖还具有紧急呼叫功能，盲人可以通过按下紧急按钮或语音指令进行紧急呼叫，从而在紧急情况下寻求帮助和救援。
总之，智能盲杖的独有特点在于其全面的环境感知能力、智能避障功能、精确导航指引、语音交互功能、增强现实技术和紧急呼叫功能等，这些功能使得视觉受损的人士能够更好地进行独立行动，提高他们的出行效率和安全性。
“新视界——基于华为云和MindSpore框架的智能盲杖”研发之路
随着科技的发展和社会的进步，人们越来越关注残疾人群的日常生活需求。智能盲杖作为一款面向视觉障碍人士的辅助设备，旨在通过技术创新为他们提供更加便捷、安全的生活体验。我国政府也高度重视残疾人群的权益，积极推动智能辅助设备的研究与发展。在这样的背景下，项目团队开始了智能盲杖的研发之旅。
研发历程看似寻常，却充满挑战。团队成员对市场需求进行了充分的调研，分析了目前市面上已有产品的优缺点，明确了智能盲杖的核心功能和技术路线。同时，与相关政府部门、残疾人组织等进行沟通，了解他们的需求和建议。
在硬件、软件研发阶段，团队经过反复讨论与修改，最终完成了智能盲杖检测算法的开发，在每个迭代周期结束时，团队成员会对新版本进行核心算法测试，确保识别准确率高于市场同类产品。
宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来
经过不断地努力，项目团队最终完成“新视界——基于华为云和MindSpore框架的智能盲杖”的研发。
项目产品有以下优势：
1.安全性：以保障盲人出行安全为前提。
2.智能化：基于华为云和华为MindSpore，运用计算机视觉、超声波测距、GPS定位等技术，通过云端数据记录和实时监测等方式使盲杖更加智能。
3.多功能：集实物检测、道路检测、地形检测、实时定位功能为一体。
4.便携性：体积小，质量轻，便于盲人出行携带。
实物检测算法的改进技术路线图：
上图中红框部分为研究改进部分，团队成员将YOLOv5中的标准卷积更换为轻量化的深度可分离卷积，同时基于深度可分离卷积和视觉注意力机制提出一个池化注意力模块解决无注意力偏好问题。
上图是MindSpore框架和华为昇腾芯片的协作示意图，该作品创新采用MindSpore通过AINative执行新模式，最大化地发挥了“端-边-云”全场景异构算力，协同华为昇腾芯片，通过On-Device执行、深度图优化、高性能数据处理流水线（pipeline）等多维度达到极致性能，帮助团队缩短训练时间，提升推理性能。
当盲人摔倒后可按下报警按钮，家属会受到报警短信。可实现远程查看盲杖周围景物，GPS定位信息实时上传至华为云进行轨迹跟踪。
远程安保功能示意图：
本次设计的方案及产品在实际的目标检测和道路检测情况下，不管是在性能和安全性的实际可行性，均完全能够满足准确性与安全性要求。
成员简介
指导老师：周耀胜
主要从事智能制造、工业机器人方面研究创新创业方面的研究，主持或参加国家自然科学基金等课题6项，发表多篇SCI、EI、北大核心等多篇论文，近三年指导“互联网+”等全国大赛项目超1000个、服务双创师生超10000名；中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛、“挑战杯”全国大学生课外科技作品竞赛等高水平赛事获国家级奖项14项。
团队负责人：许继洋（机电工程学院 2021级硕士研究生）
湖北省绿色化工装备工程技术研究中心、化工装备强化与本质安全湖北省重点实验室的研究生，担任班级团支书一职。在学习方面，许继洋同学刻苦努力，勤勉踏实，研究生期间发表3篇论文，其中1篇被SCI收录，参与导师多项科研项目，曾获得武汉工程大学一等学业奖学金、研究生国家奖学金。
在科研方面，许继洋基础知识扎实，勇于创新，思维敏捷，现阶段申请发明专利5项，主持武汉工程大学研究生创新项目，并顺利结项。在课余活动中，许继洋积极参加学校以及学院举办的各类优秀活动，曾获得国家级学科竞赛10项，省部级学科竞赛5项，校级学科竞赛多项，近日以团队负责人身份带领团队参加第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“黑科技”展示活动大赛，荣获国家级一等奖。
团队成员：陈龙（计算机科学与工程学院 人工智能学院 2020级硕士研究生）
智能机器人湖北省重点实验室研究生，曾获全国大学生智能汽车竞赛一等奖、中国研究生机器人创新设计大赛三等奖、中国研究生能源装备创新设计大赛三等奖，RoboCom机器人开发者大赛国家一等奖等学科竞赛获国家级奖项29项、省级奖项35项。他与导师合著出版了《双目立体视觉技术研究与应用》学术专著1部，发表学术论文四篇（1篇SCI），公开发明专利6项、软件著作权授权6项。
他组织成立了学校机器人与人工智能科创团队，该团队立足“人工智能”发展战略，致力于解决计算机视觉与模式识别领域重要问题。在该团队影响带动下，近三年学院研究生学科竞赛参与率从35%上升至90%。获得国家级奖励60余项，省部级奖励100余项。
团队成员：向林（机电工程学院 2021级硕士研究生）
湖北省绿色化工装备工程技术研究中心、化工装备强化与本质安全湖北省重点实验室的研究生，向林同学在学业上，刻苦学习，多次获得学业一等奖学金。在科研方面，参与导师多项项目，申请并公开发明专利5项。
在课余时间参与多项科研竞赛，荣获国家级奖项5次，省部级奖项3次，多次校级奖项，近日以团队骨干身份参与第十八届挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛“黑科技”展示活动大赛，获得国家级一等奖。
团队成员：胡有财（机电工程学院 2022级硕士研究生）
湖北省绿色化工装备工程技术研究中心、化工装备强化与本质安全湖北省重点实验室的研究生。在学习上，胡有财不断追求卓越，努力学习专业知识，勤奋钻研，取得了多次优秀成绩，获得了武汉工程大学一等奖学业奖学金。
在科研方面，积极参与导师和院系支持的多项相关课题，在竞赛方面，获得了武汉工程大学“互联网＋”校金奖、银奖，近日以团队骨干身份参与第十八届挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛“黑科技”展示活动大赛，获得国家级一等奖。
（审稿 邓欢）