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高端装备智能感知与先进控制团队,包含团队成员9人,团队负责人:陈海永,团队成员:刘卫朋、刘坤、陈鹏、陈鹤、钱彧哲、刘作军、周颖、王睿。

团队成员分别来自中国科学院大学、河北工业大学、清华大学、北京科技大学、南开大学、等高校,在智能感知与先进控制方向相互支撑、合作研究多年。       

团队研究方向:高端装备智能感知与先进控制属于人工智能与智能制造的交叉融合,聚焦于制造过程和机器人作业的智能化感知与控制技术。

团队的主要研究方向和未来研究规划如下:

发扬现有的机器视觉方面的研究优势,瞄准国际前沿,围绕复杂背景下弱小缺陷目标视觉检测问题开展深入研究,并推动研究成果赋能太阳能电池制造缺陷视觉检测、太阳能电站中光伏组件异常视觉判别、空间太阳能电池制造缺陷视觉检测三个研究领域,构建人工智能+新能源+航空航天智能场景,打造河北工业大学人工智能研究特色。主要包含以下几个方面:

一、理论方法研究。

1. 复杂背景下弱小目标图像识别。以太阳能电池随机纹理表面弱小缺陷检测为目标,将视觉认知机理引入到表面缺陷目标探究与检测中,从清晰感知、主动预知、显著增强、高效迁移等四个角度分层次系统地探究随机纹理背景下弱小目标视觉检测问题。探索时空关联性仿人视觉感知计算模型,重点研究缺陷图像普适性清晰成像模型、潜在缺陷区域焦点筛选、深度特征目标增强与干扰同步抑制、缺陷结构化感知与识别等关键技术,突破随机纹理背景与缺陷的强度和尺度不确定性相互叠加的限制,实现多尺度弱小目标缺陷的快速感知与识别,为智能化视觉缺陷检测系统的研究奠定理论和技术基础。

2. 自主机器人视觉感知与控制。针对协作机器人、欠驱动机器人、无人机等自主系统作业过程中的位姿智能化感知和精准定位控制难题,着力解决机器人环境感知、轨迹规划、安全空间构建等挑战性问题,考虑机器人工作的多种复杂工况,建立精确的系统动力学模型,选择合适的先进智能控制策略,设计高效的控制方法,有效抑制外界未知干扰,提高机器人系统的稳定性、工作效率、操作精度、鲁棒性、智能性等重要控制指标。为机器人智能抓取、智能装配、自动导航、智能控制等任务夯实了理论基础和技术支撑。

二、人工智能技术赋能产业发展。

面向太阳能智能制造过程、光伏电站无人机智能巡检、空间太阳能电池制造过程等领域对人工智能视觉算法和系统的迫切需求,开发、完善“人工智能视觉控制器”,紧密链接视觉成像装置和智能执行设备,构建人工智能产业链核心零部件,赋能多个机器视觉、机器人等多个产业链条,为智能化视觉缺陷检测系统的赋能应用奠定核心技术基础。研究的智能图像识别系统在民用、军民太阳能电池、带钢、半导体制造等产品质量经济、高效、精准管控方面有广泛应用前景;研究的智能控制系统,在汽车智能制造、智能工厂、光伏电站智能巡检等领域具有广阔的应用前景。

三、打造人工智能研究特色。

围绕智能感知和先进控制,团队曾经获得河北省科技进步一等奖、二等奖、三等奖、北京市科技进步三等奖、天津市科技进步二等奖。未来几年,团队将以近年来授权的近20项发明专利和高水平科研论文成果为基础,夯实“人工智能+新能源+航空航天智能场景”产学研用优势和特色,推动人工智能技术与实际场景快速融合发展。