▲项目类型

硕士基金

▲项目名称

面向海上环境的多模态传感器融合感知技术研究

▲项目简介

本项目针对海上环境自主感知多采用单一传感器的研究现状，通过深度学习最新科研进展，开展面向海洋环境的多模态传感器融合感知算法的研究。项目搭建了适用于海上环境的多模态传感器实时数据采集平台，将重点开展面向海上环境的基于图像和基于雷达点云的目标检测算法实验，探究海洋复杂环境下两种模态传感器在自主感知算法性能方面的影响因子和作用机制，进而提出抑制单一模态传感器不利影响因子的后融合感知算法，有望实现自主、实时、低成本、抗干扰的海洋环境探测，为海洋环境自主探测技术提供可靠的技术支撑。

▲工作亮点

海上移动平台智能化控制单元上承“十三五”全球海洋立体观测网重大工程，下启“十四五”海洋牧场及海洋产业体系，以国家需求为牵引，依托海仪所63年海洋观测、监测技术优势，着力打造以海上移动无人设备及接驳装置为核心的“海洋中间件”,致力于异构海上移动平台系统的智能优化控制及海底观测网络组网关键技术及装备研发，深入探索复杂海况下智能移动平台路径规划、智能控制、能耗优化及组网协同控制等科学问题；产业方面可为海洋观测及深海养殖领域提供及时准确的数据和优质的产品服务。

目前，团队在建项目包括海上一体化协同观测省级自然科学基金，山东省重大科技创新工程项目——现代化海洋牧场建设核心技术与关键设施产业化示范应用，并主持项目子课题海洋牧场监测装备研究，青岛市海洋工程装备与技术智库联合项目——多功能水下智能检测机器人，并在国家发改委智慧海洋重大项目中主持子任务一项。已申请发明专利5项，实用新型专利6项，发表SCI论文6篇。

本项目立足团队在研项目，围绕海上移动平台环境感知关键技术，旨在为海上移动平台赋予智能化的眼睛，获取周围环境中目标的类别信息和位置信息，为移动平台实现自主观测、自动避障、目标跟踪和轨迹规划提供必要条件和技术支撑。单一模态传感器在应用于海上环境感知过程中存在自身局限性，具体来说图像传感器可以感知纹理信息并通过算法识别目标类别，但成像质量易受到海上多雨雾影响导致识别精度严重下降；而激光雷达传感器可以获得目标位置信息，但无法识别目标类别。为解决上述问题，本项目已完成基于激光雷达和摄像头的实时数据采集系统开发，并对数据预处理算法、联合标定算法和数据关联算法进行优化和改进，为数据融合奠定基础。项目后续将开展应用深度学习的图像目标检测和识别算法实验以及应用聚类的雷达点云目标检测算法实验，探究海洋复杂环境下两种模态传感器在自主感知算法性能方面的影响因子和作用机制，进一步将影响因子引入决策级融合算法，弥补单一传感器的不足，有望提高环境感知系统的精度和抗干扰能力。

【项目负责人基本情况】

曹琳，女，2014年毕业于南开大学机器人与信息自动化研究所，工学硕士，助理研究员，现就职于海洋学部海上移动平台智能化控制团队。研究方向：图像处理和机器视觉、多传感器融合感知、目标检测和识别等。参与国家发改委重大专项课题、山东省自然基金、青岛市海洋工程装备与技术智库联合项目等。2018年赴德国锡根大学进行学术交流。近五年发表SCI/EI论文10余篇。2021年获得山东省海洋科技创新奖。

▲个人工作感悟

感谢学部“海仪培养基金”对基层科研工作者的培养和支持，促使我在基于人工智能的机器视觉和多传感器融合方向开展更深入的创新与探索，更进一步明确自己的科研方向，和团队一起推进海上移动观测技术的智能化演进，助力智慧海洋的发展。

“不积跬步无以至千里”，科研的果实需要日积月累的浇灌。在今后的工作中，我会与团队一同锚定海洋、深耕细作，面向国家重大需求、面向经济社会发展主战场，不断夯实研究基础、深入挖掘海洋需求、突破核心关键技术、扩展行业应用领域、推进科技成果转移转化，开拓海上移动观测的新局面。

乘着科教融合的东风，我将一如既往地以真诚的态度和饱满的热情投入到教育教学工作中，为海洋学部的发展和学科建设贡献自己的力量。

【背景介绍】

为激发海仪所科研创新活力，加强科研项目培育与中青年科研骨干培养，根据所（院）“11511”人才发展规划，研究所于2020年开展了“海仪培养基金项目”和“海仪英才托举计划”两大人才培养项目。此举旨在打造人才培育成长金梯，拓宽符合科教融合新体制下的人才成长通道。

“海仪英才托举计划”即梯度培育“海仪优秀青年”、“海仪杰出青年”、“海仪中青年拔尖人才”、“海仪中青年领军人才”，构筑海仪英才培育体系，实现人才兴所（院）战略愿景。

“海仪培养基金”即资助和扶持研究所中青年科研骨干开展探索性科学研究及其它具有重要应用前景的研究项目，含“国家基金扶持项目”、“优秀硕士基金”、“创新探索基金”、“博士启动基金”等四类。

经过一年的培养，共培育海仪英才7人，即“海仪中青年拔尖人才”张颖颖，“海仪杰出青年”盖志刚、王章军、王波，“海仪优秀青年”曹璐、何传林、姜子可。海仪培养基金共培育项目11个，其中创新基金项目4个（项目负责人：郝宗睿、薛博洋、胡桐、张丽丽），硕士基金项目6个（项目负责人：陈超、周燕、曹琳、任万龙、巩小东、万晓正），博士基金项目1个（项目负责人：陈萍）。