理工學(xué)院錢(qián)輝環(huán)教授團(tuán)隊(duì)獲IROS最佳應(yīng)用論文提名
? ? ? ?摘要
? ? ? ?近日，機(jī)器人與智能系統(tǒng)領(lǐng)域最著名、影響力最大的頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議—— IEEE智能機(jī)器人與系統(tǒng)國(guó)際會(huì)議(IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS)正式召開(kāi)。
? ? ? ?香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院錢(qián)輝環(huán)教授團(tuán)隊(duì)兩篇論文被本屆IROS接收，其中關(guān)于自主帆船的研究還被提名為最佳應(yīng)用論文。
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? ? ? ?會(huì)議簡(jiǎn)介
? ? ? ?IEEE智能機(jī)器人與系統(tǒng)國(guó)際會(huì)議(IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS) 是機(jī)器人與智能系統(tǒng)領(lǐng)域最著名、影響力最大的頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議。
? ? ? ?作為國(guó)際機(jī)器人與自動(dòng)化領(lǐng)域的兩大影響最大的學(xué)術(shù)會(huì)議之一，自機(jī)器人技術(shù)發(fā)展初期的 1988 年開(kāi)始，IROS 每年舉辦一屆。每年，來(lái)自世界各個(gè)頂尖機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)的專(zhuān)家和業(yè)界人士匯聚在這個(gè)盛會(huì)，探討和展示機(jī)器人行業(yè)最前沿的技術(shù)。受疫情影響，本該在拉斯維加斯舉行的 IROS 2020 改在線(xiàn)上舉辦，并且史無(wú)前例的通過(guò)線(xiàn)上免費(fèi)向公眾開(kāi)放。
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? ? ? ?研究介紹
? ? ? ?1．OceanVoy: A Hybrid Energy Planning System for Autonomous Sailboat
? ? ? ?(OceanVoy: 一種面向自主帆船的混合能源控制系統(tǒng))
? ? ? ?第一作者：理工學(xué)院三年級(jí)博士研究生孫欽波
? ? ? ?通訊作者：錢(qián)輝環(huán)教授
? ? ? ?這篇論文被提名為IROS最佳應(yīng)用論文
? ? ? ??研究背景
? ? ? ?自主帆船是一種依靠風(fēng)提供動(dòng)力的水面機(jī)器人。面向長(zhǎng)航時(shí)遠(yuǎn)距離的航行，其能源規(guī)劃是極其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，控制對(duì)象包括帆和舵。通過(guò)有效的能源規(guī)劃，將進(jìn)一步增強(qiáng)自主帆船長(zhǎng)航程長(zhǎng)航時(shí)的優(yōu)勢(shì)。然而，目前在自主帆船的能源優(yōu)化方面，相關(guān)研究較少?，F(xiàn)階段，機(jī)器人能源優(yōu)化一般可分為三個(gè)方面：機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)化、微處理器系統(tǒng)優(yōu)化以及算法優(yōu)化。其中算法優(yōu)化主要包括：運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和能源調(diào)度。本文主要在運(yùn)動(dòng)規(guī)劃層面展開(kāi)，研究自主帆船的能源優(yōu)化。
? ? ? ?論文簡(jiǎn)介
? ? ? ?在本研究中，我們提出了一種混合控制方法并將其應(yīng)用于自主帆船 OceanVoy 的能源規(guī)劃。該混合控制方案包括：偽譜（PS: Pseudo-spectral）最優(yōu)控制方法用于航向控制，以及極限搜索控制（ESC: Extreme Seeking Control）用于風(fēng)帆調(diào)節(jié)。我們通過(guò)混合控制方案來(lái)得到優(yōu)化后的路徑以及對(duì)應(yīng)的電機(jī)控制序列，其中包含了帆船的舵和帆的控制序列。研究通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)上述方案進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明在該方案下的帆船的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和能量規(guī)劃是有效的。通過(guò)對(duì)不同場(chǎng)景的能源情況統(tǒng)計(jì)，該方案可節(jié)省約7％的能源。
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? ? ? ?作者簡(jiǎn)介
孫欽波
理工學(xué)院三年級(jí)博士生研究生
? ? ? ?本文第一作者為香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院三年級(jí)博士生孫欽波，其主要研究方向?yàn)闄C(jī)器人能源規(guī)劃以及自主帆船機(jī)器人系統(tǒng)，其導(dǎo)師為錢(qián)輝環(huán)教授。
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? ? ? ?2．A Two-stage Automatic Latching System for The USVs Charging in Disturbed Berth
? ? ? ?面向無(wú)人船在擾動(dòng)環(huán)境下自主充電任務(wù)的兩階段對(duì)接系統(tǒng)
? ? ? ?共同第一作者：理工學(xué)院三年級(jí)博士研究生薛凱文，理工學(xué)院二年級(jí)博士研究生劉崇鋒
? ? ? ?通訊作者：錢(qián)輝環(huán)教授
? ? ? ?研究背景
? ? ? ?無(wú)人船以其優(yōu)越的機(jī)動(dòng)性能，良好的布放回收，可以高效地進(jìn)行各種水面任務(wù)。無(wú)人船的自動(dòng)駕駛及其相關(guān)技術(shù)，對(duì)于提高船舶領(lǐng)域的智能化水平和促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，至關(guān)重要。但其由于續(xù)航時(shí)間短，在推廣方面造成了阻礙。因此，本研究主要針對(duì)無(wú)人船長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)的續(xù)航需求，解決水面擾動(dòng)帶來(lái)的困難，研究一套供無(wú)人船自主停泊充電的系統(tǒng)，進(jìn)而提高無(wú)人船的智能化水平和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。
? ? ? ?論文簡(jiǎn)介
? ? ? ?本文研究船舶自主停泊充電的關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)在擾動(dòng)情況下對(duì)于船體運(yùn)動(dòng)信息的捕捉，估計(jì)對(duì)接裝置的接口位置，求得最優(yōu)的充電位置。隨后通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)，保證充電對(duì)接裝置連接穩(wěn)定可靠。通過(guò)水面實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)的有效性，并大大提高了對(duì)接的成功率。
? ? ? ?作者簡(jiǎn)介
薛凱文
理工學(xué)院三年級(jí)博士生研究生
? ? ? ?本文共同第一作者為香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院三年級(jí)博士研究生薛凱文，其研究領(lǐng)域?yàn)橹悄軝C(jī)器人、自動(dòng)駕駛、增強(qiáng)學(xué)習(xí)、視覺(jué)感知，其導(dǎo)師為錢(qián)輝環(huán)教授。
劉崇鋒
理工學(xué)院二年級(jí)博士生研究生
? ? ? ?本文共同第一作者為香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院二年級(jí)博士研究生劉崇鋒，其研究領(lǐng)域?yàn)闄C(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)控制、無(wú)人船，目前從事機(jī)艇協(xié)同相關(guān)研究，其導(dǎo)師為錢(qián)輝環(huán)教授。
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? ? ? ?導(dǎo)師簡(jiǎn)介
錢(qián)輝環(huán)
理工學(xué)院助理教授
AIRS副院長(zhǎng)
? ? ? ?錢(qián)輝環(huán)教授2004年在中國(guó)科技大學(xué)獲得工學(xué)學(xué)士。他于同年加入香港中文大學(xué)自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)輔助工程學(xué)學(xué)系，擔(dān)任助理研究員。2010年獲得自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)輔助工程學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。此后在機(jī)械與自動(dòng)化工程學(xué)系，歷任副研究員、研究助理教授。2015年加入香港中文大學(xué)（深圳），兼任機(jī)器人與智能制造國(guó)地聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室副主任。
? ? ? ?錢(qián)教授發(fā)表了2部專(zhuān)著、1部編著、90余篇國(guó)際期刊以及國(guó)際會(huì)議論文，并取得6項(xiàng)已獲授權(quán)的專(zhuān)利。他正主持1項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)類(lèi)項(xiàng)目；主持完成2項(xiàng)香港特區(qū)政府資助的項(xiàng)目，并作為核心成員參與完成了10項(xiàng)在香港和內(nèi)地的項(xiàng)目。由于其在全方位汽車(chē)轉(zhuǎn)向界面方面的工作，錢(qián)教授和他的科研團(tuán)隊(duì)獲得IEEE/ASME 機(jī)電一體化學(xué)報(bào)的2011年度最佳論文獎(jiǎng)。他的研究方向包括機(jī)器人與智能系統(tǒng)。
