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近日，機(jī)器人學(xué)與仿生學(xué)國(guó)際大會(huì)IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (IEEE ROBIO)公布了2019年論文錄用情況，香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院機(jī)器人與人工智能實(shí)驗(yàn)室有多篇論文被接收。其中，3篇的第一作者以及2篇的共同第一作者是理工學(xué)院本科生。

《一種新的自主帆船渦輪-風(fēng)帆耦合推進(jìn)系統(tǒng)》的作者為電子信息工程專(zhuān)業(yè)大四學(xué)生仇佳怡、侯佳凡和博士生劉崇鋒。《基于機(jī)載激光雷達(dá)定位算法下的多機(jī)器人協(xié)同搬運(yùn)》的作者是電子信息工程專(zhuān)業(yè)大四學(xué)生胡智嫻和趙志翔?！蹲赃m應(yīng)的帆船位置保持算法》的作者是電子信息工程專(zhuān)業(yè)大三學(xué)生馮澤遠(yuǎn)。電子信息工程專(zhuān)業(yè)大四學(xué)生東奕冰同學(xué)、丁嘯同學(xué)及大三學(xué)生李治俊共同發(fā)表了論文《翼帆車(chē)的建模及系統(tǒng)驗(yàn)證》。《基于由粗到細(xì)策略的強(qiáng)化學(xué)習(xí)的無(wú)人帆船避障》的作者是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)大四學(xué)生成子源。

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論文

?IEEE ROBIO 2019接收香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院的本科生論文包括：

“An Adaptive Position Keeping Algorithm for Autonomous Sailboats”，Zeyuan Feng, Jiayi Qiu, Hengli Liu, Qinbo Sun, Ning Ding, Zhenglong Sun, Tin Lun Lam and Huihuan Qian

“A New Turbine-Sail Coupled Propulsive System for Autonomous Sailboats”，Jiayi Qiu, Jiafan Hou, Chongfeng Liu, Hengli Liu, Xiongwei Lin, Zhenglong Sun, Ning Ding, Tin Lun Lam, and Huihuan Qian

“Wing Sail Land-yacht Modeling and System Verification”，Yibing Dong, Xiao Ding, Zhijun Li (共同第一作者), Lianxin Zhang, Hengli Liu, Ning Ding, Zhenglong Sun, Huihuan Qian

“Obstacle Avoidance for Autonomous Sailboats via Reinforcement Learning with Coarse-to-fine Strategy”，Ziyuan Cheng, Weimin Qi, Qinbo Sun, Hengli Liu, Ning Ding, ?Zhenglong Sun, Tin Lun Lam and Huihuan Qian

“Collaborative Object Transportation by Multiple Robots with Onboard Object Localization Algorithm”，Zhixian Hu, Zhixiang Zhao(共同第一作者)， Lianxin Zhang, Hengli Liu, Ning Ding, Zhenglong Sun, Lin Tun Lam, Huihuan Qian

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大會(huì)介紹

?IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (IEEE ROBIO) 迄今為止已成功舉辦了15年, 是機(jī)器人領(lǐng)域亞太地區(qū)知名的國(guó)際會(huì)議。2019年的機(jī)器人學(xué)與仿生學(xué)國(guó)際大會(huì)于12月在中國(guó)云南大理召開(kāi)。

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成果速遞

01

在錢(qián)輝環(huán)教授的指導(dǎo)下，電子信息工程專(zhuān)業(yè)大四學(xué)生仇佳怡、侯佳凡和博士生劉崇鋒完成了《一種新的自主帆船渦輪-風(fēng)帆耦合推進(jìn)系統(tǒng)》。在遠(yuǎn)洋航行時(shí)，無(wú)人帆船需要解決能源問(wèn)題并更好地利用風(fēng)能來(lái)獲得所需推進(jìn)力。論文中提出一種在風(fēng)帆兩側(cè)加上垂直發(fā)電機(jī)并實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速可控的新型系統(tǒng)，探究該系統(tǒng)對(duì)帆船最大推進(jìn)力的影響。根據(jù)大量在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中完成的實(shí)驗(yàn)，論文發(fā)現(xiàn)在順風(fēng)航行時(shí)該系統(tǒng)可以增大帆船所能得到的最大推進(jìn)力。文章也證實(shí)，調(diào)節(jié)兩側(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，能進(jìn)一步調(diào)節(jié)帆船可獲的最大推進(jìn)力。

02

在研究助理教授孫正隆和博士生張連鑫的指導(dǎo)下，電子信息工程專(zhuān)業(yè)大四學(xué)生胡智嫻和趙志翔完成了《基于機(jī)載激光雷達(dá)定位算法下的多機(jī)器人協(xié)同搬運(yùn)》。論文提出了新的機(jī)載激光雷達(dá)定位算法，并設(shè)計(jì)了一個(gè)較為普適的協(xié)同搬運(yùn)控制策略。算法與策略的有效結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)物體在被搬運(yùn)過(guò)程中的軌跡跟蹤。在以往的協(xié)同搬運(yùn)研究中，被搬運(yùn)物體的定位基本是依靠額外的定位裝置或固定裝置。而論文提出的定位算法，在沒(méi)有額外裝置的幫助下，也能較為精準(zhǔn)地確定被搬運(yùn)物體位置。在已知物體位置的條件下，協(xié)同搬運(yùn)控制策略可以實(shí)現(xiàn)對(duì)搬運(yùn)過(guò)程的有效控制。真實(shí)場(chǎng)景中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了定位算法的有效性，而進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證明了協(xié)同搬運(yùn)策略的可行性。

03

在博士后劉恒利及博士生孫欽波的指導(dǎo)下，電子信息工程專(zhuān)業(yè)大三學(xué)生馮澤遠(yuǎn)完成了《自適應(yīng)的帆船位置保持算法》。船舶的位置保持在實(shí)際中有很重要的應(yīng)用，如定位水下無(wú)人艇，交換貨物，虛擬錨定等。由于帆船風(fēng)驅(qū)動(dòng)的特性，其位置保持頗有挑戰(zhàn)性，目前的算法通常忽略了環(huán)境擾動(dòng)，特別是帆船松帆時(shí)風(fēng)帶來(lái)的擾動(dòng)，因而在實(shí)際場(chǎng)景下效果不佳。本文提出了一個(gè)更加魯棒的算法及底層控制器，使得帆船能在風(fēng)速風(fēng)向變化的情況下進(jìn)行位置保持，并在仿真及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)下驗(yàn)證了控制效果。

04

在博士生張連鑫指導(dǎo)下，電子信息工程專(zhuān)業(yè)大四學(xué)生東奕冰同學(xué)、丁嘯同學(xué)及大三學(xué)生李治俊共同創(chuàng)作的論文《翼帆車(chē)的建模及系統(tǒng)驗(yàn)證》提出了一種實(shí)用的翼帆車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)其進(jìn)行建模并加以驗(yàn)證。在陸帆車(chē)領(lǐng)域里，常用的軟帆車(chē)穩(wěn)定性較差，并在行駛方向上有較大的局限性。而對(duì)于翼帆車(chē)的研究也常常局限在順風(fēng)行駛的能力上。

這篇論文提出了一種基于硬質(zhì)翼帆的帆車(chē)系統(tǒng)。該四輪翼帆車(chē)在行駛時(shí)具有良好的穩(wěn)定性及可控性，且具有很大的可行駛方向范圍。同時(shí)，對(duì)翼帆進(jìn)行的建模和仿真實(shí)驗(yàn)以及在現(xiàn)實(shí)風(fēng)場(chǎng)中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該翼帆車(chē)在多角度逆風(fēng)前進(jìn)狀態(tài)下的良好行駛能力。

05

在博士生祁衛(wèi)敏和孫欽波的指導(dǎo)下，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)大四學(xué)生成子源的在論文《基于由粗到細(xì)策略的強(qiáng)化學(xué)習(xí)的無(wú)人帆船避障》中提出了一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的細(xì)粒度到細(xì)粒度的帆船自主避障的方法。

船只的位置信息作為帆船避讓控制中一個(gè)十分重要的輸入，更準(zhǔn)確的定位能有效提高避讓效率。具體地，在粗粒度下粗略定位帆船，進(jìn)而可以跳轉(zhuǎn)到細(xì)粒度下獲得更準(zhǔn)確的帆船位置。其中粗粒度階段用于控制帆船在距離障礙物較遠(yuǎn)情況下的正常航行，而細(xì)粒度階段使帆船在距障礙物較近時(shí)能夠進(jìn)行精確的避讓。我們不僅通過(guò)仿真驗(yàn)證了算法的可行性與有效性，還在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了測(cè)試，并取得了很好的避讓效果。值得一提的是，本篇論文已經(jīng)獲得了最佳論文Final List獎(jiǎng)勵(lì)。

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導(dǎo)師介紹

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錢(qián)輝環(huán)教授，香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院助理教授，于2004年獲得中國(guó)科技大學(xué)工學(xué)學(xué)士后，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，錢(qián)教授獲得自動(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。

錢(qián)教授發(fā)表了2部專(zhuān)著、1部編著、50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。他主持了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、人機(jī)交互與能源。