▲項(xiàng)目類型

碩士基金

▲項(xiàng)目名稱

面向海上環(huán)境的多模態(tài)傳感器融合感知技術(shù)研究

▲項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目針對(duì)海上環(huán)境自主感知多采用單一傳感器的研究現(xiàn)狀，通過深度學(xué)習(xí)最新科研進(jìn)展，開展面向海洋環(huán)境的多模態(tài)傳感器融合感知算法的研究。項(xiàng)目搭建了適用于海上環(huán)境的多模態(tài)傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，將重點(diǎn)開展面向海上環(huán)境的基于圖像和基于雷達(dá)點(diǎn)云的目標(biāo)檢測(cè)算法實(shí)驗(yàn)，探究海洋復(fù)雜環(huán)境下兩種模態(tài)傳感器在自主感知算法性能方面的影響因子和作用機(jī)制，進(jìn)而提出抑制單一模態(tài)傳感器不利影響因子的后融合感知算法，有望實(shí)現(xiàn)自主、實(shí)時(shí)、低成本、抗干擾的海洋環(huán)境探測(cè)，為海洋環(huán)境自主探測(cè)技術(shù)提供可靠的技術(shù)支撐。

▲工作亮點(diǎn)

海上移動(dòng)平臺(tái)智能化控制單元上承“十三五”全球海洋立體觀測(cè)網(wǎng)重大工程，下啟“十四五”海洋牧場(chǎng)及海洋產(chǎn)業(yè)體系，以國家需求為牽引，依托海儀所63年海洋觀測(cè)、監(jiān)測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，著力打造以海上移動(dòng)無人設(shè)備及接駁裝置為核心的“海洋中間件”,致力于異構(gòu)海上移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)的智能優(yōu)化控制及海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及裝備研發(fā)，深入探索復(fù)雜海況下智能移動(dòng)平臺(tái)路徑規(guī)劃、智能控制、能耗優(yōu)化及組網(wǎng)協(xié)同控制等科學(xué)問題；產(chǎn)業(yè)方面可為海洋觀測(cè)及深海養(yǎng)殖領(lǐng)域提供及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品服務(wù)。

目前，團(tuán)隊(duì)在建項(xiàng)目包括海上一體化協(xié)同觀測(cè)省級(jí)自然科學(xué)基金，山東省重大科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目——現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)建設(shè)核心技術(shù)與關(guān)鍵設(shè)施產(chǎn)業(yè)化示范應(yīng)用，并主持項(xiàng)目子課題海洋牧場(chǎng)監(jiān)測(cè)裝備研究，青島市海洋工程裝備與技術(shù)智庫聯(lián)合項(xiàng)目——多功能水下智能檢測(cè)機(jī)器人，并在國家發(fā)改委智慧海洋重大項(xiàng)目中主持子任務(wù)一項(xiàng)。已申請(qǐng)發(fā)明專利5項(xiàng)，實(shí)用新型專利6項(xiàng)，發(fā)表SCI論文6篇。

本項(xiàng)目立足團(tuán)隊(duì)在研項(xiàng)目，圍繞海上移動(dòng)平臺(tái)環(huán)境感知關(guān)鍵技術(shù)，旨在為海上移動(dòng)平臺(tái)賦予智能化的眼睛，獲取周圍環(huán)境中目標(biāo)的類別信息和位置信息，為移動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自主觀測(cè)、自動(dòng)避障、目標(biāo)跟蹤和軌跡規(guī)劃提供必要條件和技術(shù)支撐。單一模態(tài)傳感器在應(yīng)用于海上環(huán)境感知過程中存在自身局限性，具體來說圖像傳感器可以感知紋理信息并通過算法識(shí)別目標(biāo)類別，但成像質(zhì)量易受到海上多雨霧影響導(dǎo)致識(shí)別精度嚴(yán)重下降；而激光雷達(dá)傳感器可以獲得目標(biāo)位置信息，但無法識(shí)別目標(biāo)類別。為解決上述問題，本項(xiàng)目已完成基于激光雷達(dá)和攝像頭的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)，并對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理算法、聯(lián)合標(biāo)定算法和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，為數(shù)據(jù)融合奠定基礎(chǔ)。項(xiàng)目后續(xù)將開展應(yīng)用深度學(xué)習(xí)的圖像目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別算法實(shí)驗(yàn)以及應(yīng)用聚類的雷達(dá)點(diǎn)云目標(biāo)檢測(cè)算法實(shí)驗(yàn)，探究海洋復(fù)雜環(huán)境下兩種模態(tài)傳感器在自主感知算法性能方面的影響因子和作用機(jī)制，進(jìn)一步將影響因子引入決策級(jí)融合算法，彌補(bǔ)單一傳感器的不足，有望提高環(huán)境感知系統(tǒng)的精度和抗干擾能力。

【項(xiàng)目負(fù)責(zé)人基本情況】

曹琳，女，2014年畢業(yè)于南開大學(xué)機(jī)器人與信息自動(dòng)化研究所，工學(xué)碩士，助理研究員，現(xiàn)就職于海洋學(xué)部海上移動(dòng)平臺(tái)智能化控制團(tuán)隊(duì)。研究方向：圖像處理和機(jī)器視覺、多傳感器融合感知、目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別等。參與國家發(fā)改委重大專項(xiàng)課題、山東省自然基金、青島市海洋工程裝備與技術(shù)智庫聯(lián)合項(xiàng)目等。2018年赴德國錫根大學(xué)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。近五年發(fā)表SCI/EI論文10余篇。2021年獲得山東省海洋科技創(chuàng)新獎(jiǎng)。

▲個(gè)人工作感悟

感謝學(xué)部“海儀培養(yǎng)基金”對(duì)基層科研工作者的培養(yǎng)和支持，促使我在基于人工智能的機(jī)器視覺和多傳感器融合方向開展更深入的創(chuàng)新與探索，更進(jìn)一步明確自己的科研方向，和團(tuán)隊(duì)一起推進(jìn)海上移動(dòng)觀測(cè)技術(shù)的智能化演進(jìn)，助力智慧海洋的發(fā)展。

“不積跬步無以至千里”，科研的果實(shí)需要日積月累的澆灌。在今后的工作中，我會(huì)與團(tuán)隊(duì)一同錨定海洋、深耕細(xì)作，面向國家重大需求、面向經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展主戰(zhàn)場(chǎng)，不斷夯實(shí)研究基礎(chǔ)、深入挖掘海洋需求、突破核心關(guān)鍵技術(shù)、擴(kuò)展行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域、推進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，開拓海上移動(dòng)觀測(cè)的新局面。

乘著科教融合的東風(fēng)，我將一如既往地以真誠的態(tài)度和飽滿的熱情投入到教育教學(xué)工作中，為海洋學(xué)部的發(fā)展和學(xué)科建設(shè)貢獻(xiàn)自己的力量。

【背景介紹】

為激發(fā)海儀所科研創(chuàng)新活力，加強(qiáng)科研項(xiàng)目培育與中青年科研骨干培養(yǎng)，根據(jù)所（院）“11511”人才發(fā)展規(guī)劃，研究所于2020年開展了“海儀培養(yǎng)基金項(xiàng)目”和“海儀英才托舉計(jì)劃”兩大人才培養(yǎng)項(xiàng)目。此舉旨在打造人才培育成長(zhǎng)金梯，拓寬符合科教融合新體制下的人才成長(zhǎng)通道。

“海儀英才托舉計(jì)劃”即梯度培育“海儀優(yōu)秀青年”、“海儀杰出青年”、“海儀中青年拔尖人才”、“海儀中青年領(lǐng)軍人才”，構(gòu)筑海儀英才培育體系，實(shí)現(xiàn)人才興所（院）戰(zhàn)略愿景。

“海儀培養(yǎng)基金”即資助和扶持研究所中青年科研骨干開展探索性科學(xué)研究及其它具有重要應(yīng)用前景的研究項(xiàng)目，含“國家基金扶持項(xiàng)目”、“優(yōu)秀碩士基金”、“創(chuàng)新探索基金”、“博士啟動(dòng)基金”等四類。

經(jīng)過一年的培養(yǎng)，共培育海儀英才7人，即“海儀中青年拔尖人才”張穎穎，“海儀杰出青年”蓋志剛、王章軍、王波，“海儀優(yōu)秀青年”曹璐、何傳林、姜子可。海儀培養(yǎng)基金共培育項(xiàng)目11個(gè)，其中創(chuàng)新基金項(xiàng)目4個(gè)（項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：郝宗睿、薛博洋、胡桐、張麗麗），碩士基金項(xiàng)目6個(gè)（項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：陳超、周燕、曹琳、任萬龍、鞏小東、萬曉正），博士基金項(xiàng)目1個(gè)（項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：陳萍）。