从遇险“炸机”到全国总冠军:港科大(广州)人能飞!

哨声吹响,任务箱应声扯开。机翼锁紧、上电自检,随着操作手一声“AUTO”指令下达并将遥控器放归地面,电机在1秒内飙至最大转速,抛飞手迎风奋力一掷,固定翼无人机脱手大角度呼啸爬升,直扑200米外的目标区,在全自主状态下完成识别解算与载荷精准空投。

当2026年中国大学生飞行器设计创新大赛(CUADC)全国总决赛的最终成绩单定格,这支由香港科技大学(广州)系统枢纽智能制造学域发起支持,智能制造学域助理教授蔡毅统筹指导,博士生欧阳文泷带队,全部队员为16名大二和大三本科生的年轻战队IDEA Team,在来自全国200余所高校、6000余名师生的巅峰竞逐中,交出了一份惊艳的答卷:

固定翼无人机侦察与打击项目:斩获全国团体冠军(团体一等奖),两支参赛机组荣获全国亚军与全国殿军(双双获全国一等奖),并夺得该项目全场唯一的“优秀设计奖”!

参赛机组 1:何青春、朱祐征、杨溦、王子楠

参赛机组 2:徐祎灿、夏誉天、谭景鸿、蔡佳宴

多旋翼无人机侦察与救援项目:南部分区赛包揽冠、亚军,总决赛再夺全国一等奖1项、全国三等奖1项,位列全国团体第七,并摘得该项目国内院校唯一的“最佳创意奖”!

参赛机组 1: 林新源、吴淑悠、郭皆成、代婧姝

参赛机组 2: 张中其、刘和同、阎笑歌、张子寒

CUADC“固定翼无人机侦察与打击项目”和“多旋翼无人机侦察与救援项目”成绩公布,图片为部分名单截图。

在固定翼队员何青春看来,站上最高领奖台并不意外:“我们在测试里已经飞出过想要的效果,赛场上要做的,只是把它复现出来。”

然而,如果把时间拨回一年前,他们的故事要从失控和“炸机”说起。

一年前,港科大(广州)首次出征CUADC,三个机组无一获奖、颗粒无收。那个赛季光是“大炸机”就有七八次,每次“炸机”都要从飞机碎片中找出幸存的部件、采购、重装,研发进度一再被拖慢。

新赛季立项前,成绩压力与课业负担让几位老队员一度决定不再参赛。可没过多久,沉寂的微信群里,老队员杨溦的一句“再决定一次”,让四位老队员全部“反悔”,重新回到了实验室,加上新加入的十二名新队员,IDEA Team重新出征。

新一届IDEA Team由16名队员组成。

在人工智能浪潮席卷、许多学生更倾向于纯软件与算法开发的当下,为什么要坚持带本科生“死磕”这样一个周期长、排故难的硬件工程?对此,指导老师蔡毅与欧阳文泷有着一致的判断:CUADC 要求的全自主飞行器研发,横跨机械结构、电子硬件与识别控制算法,正是培养学生系统工程能力的“跨学科熔炉”。拥有这种硬核能力的学生,更能够在AI时代走出象牙塔、贴近产业界真实需求,从而找到自己不被AI替代的核心竞争力。

同时,团队吸取上一年的经验,做出了几项重要的改变:蔡毅和欧阳文泷尝试将课堂改为“问题求解场”,让队员从真实故障出发理解工程原理;同时,他们把工业级测试规范贯穿研发全程,新功能须通过仿真与全流程测试,外场试飞须有飞行计划和完整日志;并推行模块负责制,让每个同学成为技术模块的第一责任人,主动协同资源、闭环解决问题。

制度立住了,真正的硬仗才刚刚开始。

两项比赛都要求无人机全自主完成任务:多旋翼要将两瓶550毫升饮用水投入30米外、直径最小仅15厘米的圆筒,并识别55米外12×12厘米的危化品标识;固定翼要在8分钟内完成组装、侦察与投掷,满分半径仅4米。IDEA Team还放弃手动起降,挑战全程全自动起降。

“多旋翼无人机侦察与救援项目”比赛现场。
“固定翼无人机侦察与打击项目”比赛现场。

面对“双线作战”,团队先将两种机型统一到同一套飞控平台、机载算力电脑和核心传感器,再按任务匹配载荷,实现跨机型模块化开发。但真实世界不断抛出新的问题:空中周期性摆动,源于GPS信号不良导致状态估计滞后;一次险些失控的螺旋飞行,则暴露出团队对RTK航向估计理解不足。队员们沿着飞行日志追问到底,把底层数学与物理原理一点点啃下来。

“在复杂系统里,你不可能提前掌握每一个变量,只有出了问题,抓住它不放,才能真正学到东西。”多旋翼队员林新源感慨道。

正是这种“拒绝能飞就行、追求技术极致”的劲头,催生了团队惊艳赛场的四大硬核创新:

√ 受相机光圈启发,团队设计出精密连杆投弹器,水瓶无须额外挂件即可装填,使多旋翼整机重量与电池电量缩减至常规参赛队伍的三分之二;

√ 引入“激光雷达+云台相机”三维感知,降低室外光照对识别的干扰;

√ 重构固定翼高压电控与机载硬件,解决尾翼舵机信号串扰,提升集成度与响应性能;

√ 以“几何特征定位校正+双模式分类”架构和底层推理优化,将单帧延迟压缩至5毫秒以内,在约21米/秒飞行中实现60帧/秒稳定识别。

固定翼试飞需要把地面靶标放置在400毫米高的“天井”围挡底部,早晚斜射的阳光会产生阴影,严重干扰视觉识别测试。为了躲开阴影、获取最干净的训练数据,队员们常常挑正午12点太阳直射时出发,每次外场测试的两三个小时,几乎是“纯暴晒”。

暴晒还能坚持训练,但更严峻的是广东的台风季,大风、雷暴说来就来,严重干扰备赛进度。“有一次为了保护场上来不及撤收的设备,我没法离开场地,全身都湿透了。”队员阎笑歌回忆道。

让同学们战胜烈日和暴雨的,不仅靠毅力,也有学校和学域为队伍提供的全方位后勤保障。南部分区赛前,广州连绵不断的暴雨让试飞进度一再受阻,队员张中其提出赴赛区周边驻训,智能制造学域迅速支持:当天批准、第二天敲定行程、第三天全队出发。正是这宝贵的十天外地集中调试,让多旋翼组一举包揽了南部分区赛的冠、亚军。

而10月的自贡全国总决赛,迎来了最终的实战检验。抵达自贡后的试飞场上,目睹了赛场上各路强手的表现后,郭皆成提出再往前推一步,启用一套更激进的方案逻辑:“如果不冒险,程序的上限大概就止步于二等奖了。”为了冲击全国一等奖,大家决定尽力一搏。林新源直接躺在赛场边的草坪上,抱着笔记本电脑调了几个小时程序。“那是整个备赛里最享受的时刻。”他这么回忆那个夜晚。

IDEA Team队员们在比赛现场调试。

然而,真实赛场的复杂程度依然超乎想象。在首轮比拼中,多旋翼机组先后遇到了罕见的时序问题与赛场突发罗盘干扰,成绩不佳。下场后,张子寒安慰队友们:“一个人需要有足够的耐力,去承受成功之前的种种失败。”那一晚,整个多旋翼团队连夜排查问题、反复试飞验证,终于在第二轮飞出了最佳状态。

而在固定翼赛场,考验同样从试飞第一天便接踵而至。夏誉天在适应场地时遭遇了本赛季全队的第二次“炸机”:飞机突然失控、遥控器回传丢失,最终一头扎进草地。夏誉天自责不已,但老师和队友们没有一句抱怨,围在一起对照日志排查原因,合力把飞机重新修好——几天后在总决赛飞出佳绩的,正是这架修过的飞机。配合谭景鸿、何青春、徐祎灿和队友赛前准备的“全备份”预案立下奇功:远程连接意外中断时,团队直接调取机载录像读取侦察结果;首日遇裁判误判时,又凭视频中水瓶模拟弹爆开的清晰水迹成功申诉找回满分。最终,双机组以近乎满分的超高稳定度,在70所高校中脱颖而出,将沉甸甸的全国团体冠军奖杯高高举起!

从自贡载誉归来后,IDEA Team 做出了一项极具工科浪漫的决定——将多旋翼项目的全部软件架构完整开源,把团队两年摸索出的技术底座毫无保留地分享给全国参赛社区,助力赛事技术生态的共同进步。

IDEA Team在校园内调试无人机。

看着这群平均年龄不到20岁的本科生,作为指导老师,蔡毅感触最深的是他们身上肉眼可见的“自信”:刚进队时,不少人只是怀揣着一个觉得无人机“很酷”的童年梦想,对工程技术还一知半解;如今,每个人谈起自己负责的模块都底气十足。“那些通宵、‘炸机’、反复推翻重来的经历,都会变成他们人生的财富。——当你拥有过这样一个完整的 success story(成功闭环),它就能支撑你走过未来很多困难的时刻。”

一架无人机,从脱手起飞到自主降落,全程不过短短几分钟,最终都会落地。但当赛场上的飞机稳稳停驻在跑道终点,这群少年心里的那架飞机,才刚刚迎风起飞。

蔡毅

香港科技大学(广州)系统枢纽智能制造学域助理教授,博士生导师,副研究员,省部级青年人才。博士毕业于美国北卡罗来纳州立大学工业工程系,曾任美国北卡罗来纳农业与技术州立大学应用工程技术系助理教授。

蔡毅团队主要从事增材制造、制造和服务机器人,以及制造系统数字孪生的研究,以第一作者/通讯作者身份在国际期刊上发表了逾40篇论文。多次在国际制造领域顶级会议获奖,先后主持多个级别纵向科研项目,其中包括两项美国国家科学基金会项目,并与企业合作智慧工厂巡检机器人、自主四足机器人和具身双臂洗车机器人等项目,有丰富的技术落地经验。

欧阳文泷

香港科技大学(广州)在读博士生。曾任大疆创新(DJI)机械结构工程师,先后负责 Mavic 3 Pro、Air 3等消费级无人机云台的结构设计,拥有多项授权专利。长期深耕机器人系统研发与科创人才培养,曾联合创立华南师范大学 PIONEER 机器人战队,主导研发的硬件机构斩获 RoboMaster 全国一等奖并在开源后被国内多支队伍广泛采用;创立港科大(广州)PnX 机器人战队与 IDEA Team,指导学生在全国大赛中屡获佳绩。

采访:学生记者团 张子寒

图片来源:文中带水印图片来自CUADC组委会

发布日期
2026年10月28日
分类
科广新闻
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