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雲科大電機系研發無人機影像辨識技術與深度學習等成果豐碩,並攜手產官學解決多項社會問題

中央社/ 2024.03.20 15:09

(中央社訊息服務20240320 15:09:06) 國立雲林科技大學電機工程系陳靜茹助理教授主持的「無人載具暨影像辨識實驗室」,以無人載具為資料蒐集工具, 藉由 AI 人工智慧研發能量,整合 AI 資通訊/IoT 智慧感測器等技術,開發於實際場域應用時可替代人力之專家智慧辨識系統。該團隊計畫目標為「以無人機應用來解決現場調查與產業痛點」,透過無人載具解決產官學的痛點,該團隊成功應用 AI 技術於多項無人機影像精準辨識的實務需求如下: ➢ 農地生態棲地及野生動物辨識 ➢ 浮式蚵棚 AI 計量分析 ➢ 果樹作物分類產量估算 ➢ 作物生長式分析 ➢ 多樣性農地辨識

近年該團隊受政府單位與業界委託,以無人機解決棘手的環境相關問題,執行的同時並結合教學,帶領學生參與實務應用。團隊執行之無人機應用相關產學合作包含如下: 1. 與臺南市動物防疫保護處合作「無人機空拍遊蕩犬 AI 自動偵測調查作業」 以無人機影像協助誘補人員現場搜捕遊蕩犬作業,減少遊蕩犬攻擊路人與行車造成的車禍不幸事故與農漁業災損。 2. 與農業部生物多樣性研究中心合作「建立 UAV 無人機智慧化多源影像辨識農耕地景類別之系統」 共同研發全球首創技術,以無人機影像自動化辨識多樣性農地,永續維護野生動物之棲地生態,獲得 2023 年 TWBA 台灣生物多樣性獎(銀獎)、2023 年第 26 屆俄羅斯阿基米德國際發明獎(金牌及特別獎)、2022 年「第 18 屆韓國首爾國際發明展」銅牌。 3. 與國家海洋研究院合作「舊大員市鎮空間變遷之動態可視化應用」 透過百年歷史地圖、航照影像、衛星遙測影像及無人機高解析空間建模,將台南安平海岸變遷與聚落的社會經濟演化,以動畫可視化有聲書的方式,具體呈現安平舊大員市鎮的百年歷史變化。 4. 與大仁科技大學合作「無人機智慧檢測海域環境品質調查」 透過無人機採取海水來檢測海岸環境水質,以降低取水人員在惡劣海況取水之風險。 5. 與國立中山大學合作「示範海域洋環境基礎特性智慧化海岸調查作業」 藉由無人機進行大範圍海岸環境調查作業,達到短時間大面積式的全面海岸調查作業。

該團隊至今已執行多項政府委託與產學合作計畫,應用無人機執行航遙測影像分析處理、空間資訊系統、UAV 航拍製圖與三維立體建模等相關資料建置與分析、熱像儀與多光譜影像辨識與分析等。近年應用無人機參與多項政府委託計畫執行現場調查、正射影像產製及 3 維立體 DSM 資料建置、航遙測影像辨識分析、無人機農業應用等相關工作項目。

未來將致力航遙測影像辨識技術之研發,藉由 AI 資通訊及智慧感測器等技術的結合運用,應用於現場調查、災後現勘、工作紀錄等相關業務,並整合軟硬體研究分析,持續整合無人載具系統、AOI 智慧影像辨識、公共安全風險評估相關新科技能量技術,以聯合國永續發展目標 SDGs 為重點,投入解決政府單位與業界痛點,落實官方與學界之合作,共同解決社會問題。

另該系毛偉龍教授主持的「智慧控制實驗室」,成功研發兩項具有革命性意義的深度學習技術,分別應用在網球商標對位系統與資源回收領域,顯著提升生產效率並減少人力浪費。

首先,在網球生產方面,團隊成功研發出一套結合深度學習之自動化網球打印對位系統。傳統的手工印刷方式耗時且容易產生位置偏差,而新系統利用自動化光學檢測,將工業相機拍攝結合深度學習模型,實現自動送料、翻動、定位及印刷,有效解決了生產過程中網球對位產生的人力疲勞、工安風險和產品瑕疵等問題,同時提供客戶明確的對位時間及誤差信息。

其次,在資源回收領域,毛偉龍教授研究團隊開發了一套結合深度學習回收物分類系統,創新性地利用深度學習和機器視覺技術,透過深度相機和YOLO模型,能夠準確辨識輸送帶上的回收物,並利用Delta機械手臂將其吸取至指定位置。這一創新的應用不僅節省大量人力資源,還有效解決了傳統人工分揀可能導致的錯誤和漏撿問題,提高了資源回收的效率和準確性。

自動化技術的應用,如智慧感測器、機器學習和機器視覺,可輔助製程中發揮關鍵作用。這兩項研究成果的成功開發,將為相關產業帶來巨大的改變。深度學習技術的應用不僅提升了生產效率,還為資源回收行業帶來更高的精確性和節省人力成本的可能性,有望推動整個產業邁向更智能、高效的未來。

長官及全體師生合照

毛偉龍教授對網球商標對位系統進行說明

研究生黃書瀚介紹深度學習回收物分類系統

陳靜茹助理教授對無人機影像辨識技術進行介紹

校長致詞

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