海洋约占地球表面积的70.8%,人类怀着 ”长风破浪会有时,直挂云帆济沧海“ 的决心,不断地探索着海洋的奥秘,由此,海洋机器人应运而生。海洋机器人涉及流体力学、自动控制、人工智能、计算机仿真、传感等技术,在多种技术的交叉与融合的基础上,海洋机器人真正实现了自主的、远程的控制。海洋机器人团队积极布局海洋机器人系统研发并组建了十余人的核心科研团队,包括教授3人(海外高层次人才)、博士4人、博士生6人、工程师和研究助理3人。目前海洋机器人团队亦拥有众多基础先进实验设备,如水面无人艇,无人帆船miniCat310,大疆无人机M600 PRO,UR5机械臂,KINOVA七轴机械臂,红外三维运动捕捉系统,高精度Sick激光雷达,GPS全球定位系统,GPU超算平台等。目前,团队已经建成无线网联水-空协同无人系统测试平台,形成无人机-无人艇协同,无人艇-无人艇协同,无人艇-无人潜器协同等全自动远程控制海洋机器人集群系统,满足海洋装备及机器人研发的测试需求。
神仙湖海洋机器人测试场
通信传感设备及RTK-GPS
无人帆船解决水面航行器的远洋能源问题,面向远洋长航时的水质监测、警卫巡逻、港口调查、低碳交通、海洋科考、渔业资源勘查等任务。研究方向:无人帆船优化设计、控制与导航、能源管理、扰动环境下的操作等。
无人帆船
1)面向海面环境,设计能够高效利用风能、波浪能、太阳能等自然能源的无人帆船系统,并能够通过优化设计,适应恶劣天气;
2)面向海面以自主规划与运动控制技术为核心,突破海面扰动环境下无人系统适应性和稳定性关键技术,及外界扰动的环境感知技术,为自主航行,动态避障和应用奠定基础;
3) 以新型动力技术和可再生能源为主要突破,大力发展长航时系统(包含风光水电耦合的能量收集系统与机器人本体的一体化融合、多种能量收集技术的系统集成优化、能量收集装置工程化系统技术、智能化的能源管理系统);
无人艇以自主控制为出发点,面向环境勘察,巡逻侦测,应急处理等作业任务。研究方向:运动控制,路径规划,避障策略及无人艇创新应用等。
1)在风流和浪涌扰动下,无人艇系统适应性、稳定性控制和航迹保持算法,路径规划,避障应急和环境感知关键技术;
2)以无人艇为载体,面向水质检测、港口调查、桥梁检测等现实需求,搭载六参数水质检测仪、激光雷达、相机、声呐等传感设备完成数据采集任务,以大数据为基础、深度学习为手段完成检测任务等;
无人艇
海洋机器人集群以无人机-无人艇协同,无人艇-无人艇协同,无人艇-无人潜器协同等组成同构/异构集群系统为研究对象:
(1)研究风流和浪涌扰动对无人艇影响,风流对无人机控制的扰动,实现无人机的扰动条件下无人机-无人艇协同精准降落,解决无人机在海面上的续航问题;
(2)研究无人艇-无人艇协同编队控制,协同感知避障,动态定位(DP)港口动态管理和多无人艇自主进港停靠(能源补给)协同调度的智慧港口;
(3)以无人艇为载体,实现无人潜器的自动释放和回收,研究无人艇-无人潜器协同海域搜索,立体协同感知等;
(4)以船-臂为对象,研究在水面扰动环境中的机械臂设计、感知、控制、水面抓取,以实现水面模块化多平台的自主拼接等功能。
(5)通过网络遥操作和云端部署,开发无线网联海洋机器人测试平台,让海洋机器人开发者加入海洋机器人集群控制研究,通过数据收集和共享为手段共同促进研究。
海洋机器人集群平台
无人机精准起降
云端智慧港口系统
实验条件
我们的Slogan是“长风破浪会有时,直挂云帆济沧海”,真挚地欢迎热爱海洋机器人事业的科研精英加入团队,现有招聘职位:博士后、博士研究生、研究助理、工程师及客座实习生。
要求:具有机械电子工程,测控技术与仪器,能源与动力工程,电气工程及其自动化,电气工程与智能控制,电子信息工程,计算机科学与技术,自动化,船舶与海洋工程,飞行器设计与工程等专业背景;熟练使用Linux,熟悉C/C++、Python、MATLAB一种或多种语言;具有ROS系统开发经验优先;具有机器人相关研发经历(包含自动驾驶,无人机控制,无人船开发,计算机视觉,SLAM,机器学习、深度学习,优化算法,智能决策等)优先。
有意申请者将简历及相关科研支撑材料发送至 hhqian@cuhk.edu.cn,联系人:钱辉环教授。
参考资料:
香港中文大学(深圳)https://www.cuhk.edu.cn
香港中文大学(深圳)机器人与人工智能实验室: http://crai.cuhk.edu.cn