无人机找“异常”有多准？华东师范大学黑科技揭秘！

自主规划航线，协同“组队上班”

亚米级空间定位

让无人机巡检从“拍得到”走向

“看得懂、找得准、能处置”

华东师范大学科研团队牵头

联合相关产学研机构合作研发的

“擎狮智能无人机巡检软件系统”

正式亮相2026年工博会

一起来看这套系统

如何给无人机装上“AI大脑”

2026年工博会现场

无人机不再只是“会拍照的巡逻员”。

华东师范大学科研团队牵头，联合相关产学研机构合作研发的“擎狮智能无人机巡检软件系统”（以下简称“擎狮系统”），能让多架无人机自己规划航线、协同“组队上班”，融合可见光与热红外“看懂”人群异常、水面垃圾、河道排口等问题，并把识别结果精准落到地图坐标上，定位精度达亚米级。

它已在近3万人参与的音乐节、上海重点水域等场景落地，让无人机巡检从“拍得到”走向“看得懂、找得准、能处置”，也让城市治理从“到处找问题”转向“按坐标精准处置”。

擎狮智能无人机巡检软件系统

给无人机装上“AI大脑”

传统无人机自动起飞、返航、高清拍摄、实时传图等功能已很成熟，但到了城市巡检现场，“拍得到”离“解决问题”还差好几步：复杂场景下缺少自动航线规划，通用识别模型在本地场景下容易误判或漏判，识别结果难以精准定位，缺少与业务匹配的分析和处置算法。

团队负责人、华东师大地理科学学院教授、低空经济空间智能技术研究中心主任李响说，这正是团队研发“擎狮系统”的出发点。

这套系统要做的，就是给传统无人机配上大脑、眼睛和地图。

航线优化算法库

首先是会“盘算怎么飞”。系统采用深度强化学习实现多机协同航线规划，解决复杂场景下航点优化与避障难题。

面对建筑、园区或河道，系统可根据任务选择航线，安排谁去哪里、从什么角度看，减少重复飞行。配套的航线优化算法库支持单点绕飞、建筑绕飞、多视环扫、立面平扫等，让无人机不再“各飞各的”。

其次是会“看”。系统用多模态智能识别引擎融合可见光与热红外数据，给无人机换上不同的“眼睛”：白天识别人、车、水面垃圾、排口等目标，而夜间或灯光复杂时，则借助热红外捕捉信号。系统再把目标对应到真实地理位置，拍到的画面就不只是画面，而是能落到地图坐标上的问题线索。

近3万人音乐节，怎么“看懂”人群？

今年5月，SHENWAVE申浪音乐节在上海森兰无界公园举行，吸引近3万名观众到场。

大型音乐节最怕人群异常：局部突然涌动、逆向穿行、突然停滞，都可能成为安全风险。到了晚上，舞台灯光频繁扫射，现场还可能伴随烟雾，传统摄像头和人工巡查很容易受干扰。

“擎狮系统”利用热红外成像识别人群热信号，通过实时视频分析，识别人群运动速度突变、方向紊乱、局部密度骤增等异常。它还通过人头目标检测统计人数，结合空间位置匹配，对不同画面的重叠区域去重，识别结果与实时照片叠加精准度超过99%。针对部分核心区域不能从人群正上方飞越的问题，团队设计了“斜向视锥”方法，通过侧向视角覆盖目标区域，完成地面人群密度测算。

换句话说，过去工作人员需要在人群中“找异常”，现在可以先让系统在空中“看全局”，一旦发现异常，再帮助现场人员快速锁定区域。

音乐节人群识别效果

河里一小片垃圾，也能找到“坐标”

水域巡检面对的是另一种困难：目标小、背景相似、位置难确定。一小块漂浮垃圾，从几十米高空看可能只是一个点；即使AI识别到了，工作人员拿着截图去现场寻找，仍可能像“大海捞针”。

目前，“擎狮系统”已在上海某重点水域服务超过330天，按照预设航线定期巡检，采集水域和岸线的视频及高分辨率影像，最多时有3架无人机循环作业。它可以识别细小水面垃圾、面状污染，以及河道明排、暗排等目标。系统通过多帧拼接、像素与空间位置映射等方法，把图片里的目标变成地图上的坐标点。

最终交到工作人员手上的，不再是一堆“这里有垃圾”的截图，而是一张可定位、可复查、可派发的水域问题地图：哪个位置发现了什么问题，对应图片是什么，后续有没有处理，都可以继续记录和跟踪。

基于无人机数据获取的垃圾位置地图

硬核在哪儿？让无人机真正会思考

这套系统的硬核之处，不只在某一架无人机，而在背后的“大脑”和“中枢”。

团队将GIS（地理信息系统）的时空分析能力与AI的感知能力深度融合，形成“飞控—定位—识别—分析”全链条技术闭环。系统突破通用模型本地化适配瓶颈，实现识别结果亚米级空间定位，填补自动化业务分析算法空白。目前，围绕飞行控制、智能识别、精准定位等关键技术，团队已形成4项软件著作权和4项发明专利。它像一套可以拼装、升级的“智能积木”，能根据不同任务定制不同功能。

园区安防、校园巡查、交通管理、水域监测、大型活动安全保障……这些场景都面临巡查范围广、人力难以覆盖的问题。无人机的价值，在于承担大范围、重复性、高风险的巡查，“擎狮系统”则让巡查不再止于发现，而是直通问题处理。

目前，该系统已完成研发，并在音乐节、上海市环境监测中心等多个场景中落地应用。未来，当更多无人机拥有这样的“AI大脑”时，它们或许不再只是天空中的“摄像头”，而会真正成为城市治理中的一双“空中慧眼”。

来源 | 科技处 地理科学学院

编辑｜宫亦楠