山东科技大学 机器人与智能技术实验室 苏学成 教授

机器人与智能技术实验室

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更新时间：2005年4月14日 16:38  

机器人与智能技术实验室 是以"机器人研究中心"为基础组建起来的实验室，现为 " 山东省重点强化建设实验室 " , 也是 " 山东省机器人工程技术研究中心 " 的依托单位 ,现已发展成为国内机器人、磁悬浮、模式识别（机器视觉）、控制理论方面的知名研究群体和基地。其中，机器人方向连续12年承担863项目〔独立承担5项 (含重大项目1项)、子课题2项〕，机器人研究中心被国家863计划审定为 " 机器人产业化基地 " ， 获国家科技进步二等奖 1项和山东省科技进步一等奖1项 ；磁悬浮研究是国内诸多单位同行中，有幸承担磁悬浮方面国家 863题课的单位之一，磁悬浮轴承的转速已达4万转/分以上，已成为国内研究成果最好的群体之一；在基于超声传感的 模式识别技术研究方面，连续承担国家"六五"、"七五"攻关子课题，并于 "八五 " 期间获国家科技进步一等奖，现已开发出了 具有独立知识产权的" SD系列超声测井仪" 产品。

各研究方向的特色、学术地位分别简介如下：

⑴机器人及其控制的研究、开发和产业化

①地下工程机器人

从 86年起在 我国率先开展地下工程机器人研究 。研发的地下工程机器人的代表品种，是系列喷浆（喷混凝土）机器人。研究内容主要有∶恶劣环境下控制系统的可靠性，非结构化环境中的建模、路径规划和寻优，控制系统的冗余和容错，机器人工程化中的人性化设计等。

在研发中十分注重成果转化，并取得了成功。 2000 年实现了拥有完全自主知识产权的喷浆机器人的产品化和系列化，填补了我国地下恶劣环境中作业机器人的空白，产品成功投入市场并用于多项国家重点工程，与国 外同类产品相比，技术性能和使用效果均有明显优势，实现了从依赖进口到国产喷浆机器人产业化的跨越，开拓了我国地下工程机器人的新领域。

近年来， 本研究方向获国家科技进步二等奖 1项和山东省科技进步一等奖1项， 并同时获山东省和煤炭工业 " 十大科技成果 " 奖； 2001年，被审定 为863计划 " 机器人产业化基地 " ，并获 863十五周年的 " 先进集体 " 称号。

 

探测与探险用蛇形机器人是在国家自然科学基金资助下，为矿井下、倒塌建筑物内等人们无法进入的场所而开展的研究与开发。其中，"四周履带式蛇形机器人"已获发明专利。正在研发的还有除锈喷漆两用机器人。

② 高压带电作业机器人

从 1999年起 在 我国率先开展高压带电作业机器人的研究 ， 先后 独立 承担省重大计划项目 和国家 863项目"配电带电作业机器人"；并与中科院自动化所合作承担863课题"110KV电力巡线机器人"。研究中解决了冗余自由度的设计与控制、双臂协 调、基于多传感器的信息融合、遥操作和智能作业、高电压环境中的电磁兼容等在国内尚属开创性和极富挑战性的难题。目前世界上只有日本、美国等少数国家能够 生产带电作业机器人。因此本课题(负责人戴炬教授)的研发成功将是我国机器人界的又一标志性成果。 本课题的目标是，开发出具有我国自主知识产权的产品样机，进而实现产业化。现已完成调试，正在做工业试验准备。预计产品价格不超过国外的三分之一。

   ③ 智能机器人

 本方向 重点研究 : 智能移动机器人 、 多机器人 ( 多智能体 ) 系统的理论与方法 。例如，用于越野和探测的智能移动机器人、蛇形机器人等；基于多智能体系统理论与方法的 多移动机器人、多工业机器人 ； 新近又开展了动物型机器人研究 。

在上述研究中，本实验室建起了多机器人实验平台 。

⑵ 磁悬浮技术与复杂计算机控制系统

①磁悬浮技术与复杂计算机控制系统

磁 悬浮轴承是机械、电机、电磁学、控制理论和技术等的多学科交叉，其控制方法同样也是典型的非线性、多输入 /多输出、强耦合等多个控制理论分支的融合。课题组从"九五"期间就参与了2项国家863计划课题2项的研究，其中独立完成了国家863计划航天领域"控 制力矩陀螺研制"的子项目"高速电磁轴承系统实验装置研制"。目前正独立承担国家863计划项目"超高速磁悬浮轴承电主轴单元"和山东省项目"永磁悬浮轴 承风力发电机及智能控制系统研制"。研制出了基于微处理器DSP的5轴数字控制器，实现了磁悬浮轴承复杂系统的数字控制。特别是， 目前 " 超高速磁悬浮轴承电主轴单元 " 的转速已达到4万转/分以上，超过了与国家863计划签订的合同的 " 3万转/分 " 的指标。

 ②用计算机控制技术改造传统生产机械控制系统。  

信 电学院是山东省单片微机学会挂靠单位，故用计算机技术改造传统生产控制系统，是本实验室的一个强项。 "煤矿主通风机微机监控系统"、"分布式橡胶硫化微机监控系统"等 4项成果分别于1999年、2000年、2002年获得山东省科技进步三等奖。目前，正在承担我国特大型企业新汶矿业集团公司大型项目"电力调度自动化监 控系统（经费495万元）"等的研究。

⑶机器视觉与模式识别

① 基于超声传感的 模式识别技术

从 80年代中期就开始了模式识别技术的研究，较有优势的是 基于超声传感的 模式识别技术 ,在承担 国家"七五 " 公关课题 " SD-2型钻井法凿井不提钻测井仪 " 的研究中 ,利用超声传感成像技术获取井筒形状图像后，采用模式识别技术，成功解决了煤矿钻井井筒的形状测量、井壁质量和井筒偏斜测量问题。近3年来，在省部和青岛 市重点项目的资助下，对超声波在泥浆中的传播规律和超声回波信号的可靠识别技术进行了深入的研究,特别是开发出了具有独立知识产权的产品" SKD系列超声测井仪"，并已开始投放市场 。另外，将 小波理论和自相关技术用于超声测距避障技术方面有重大创新，并成功地应用于自主车等运动物体的路径规划、学习与环境建模、多目标物合作协调等，很好地解决 了运动物体的导航、定位问题。

②基于显微机器视觉的模式识别技术

在 国家自然科学基金"基于机器视觉的体外细胞识别技术"研究中， 针对显微视觉中图像的离焦模糊、运动模糊、目标物识别的速度及精度等问题，提出了图像清晰度评价函数、形状识别的极半径不变矩等理论，并成功用于体外抗病 毒试验中对活细胞的自动计数，这是体外抗病毒药物筛选中测量活细胞方法上的一次重大突破。该方向近年来，又开展了自然语言的理解与识别和基于生物信息特征 的模式识别技术（例如虹膜识别技术）等研究。

(4) 控制理论研究

① 本方向的特色

    本方向研究的领域为随机控制理论、鲁棒控制、控制和信号处理。这些领域是控制论的最富挑战性的几个分支 ( 之一 ) 。本学科在这些领域的研究都取得了一系列成果，尤其是在随机控制理论方面更具优势和特色。其成果不是对前人工作的细微改进 , 而是在建立一套平行于确定性系统的理论架构；尽量用简单的数学方法推导结论、联系物理实例、并给出易于在计算机上实现的算法。既有理论高度 , 又有应用价值。

②取得的重大成果

近 3 年来，获得了突破性的成果 : 张维海教授与台湾清华大学陈博现教授合作研究的成果 " 无限时间非线性随机最优调节器及其相关的 Hamilton-Jacobi 方程的研究 " 解决了控制界多年来悬而未决的难题；引进了随机系统的谱的概念 , 并以此来刻画稳定性、能稳性、能观性，并定义了随机代数 Riccati 方程的强解 . 谱的概念的引入将引发许多新的研究课题；尤其是随机控制和滤波器设计领域的研究，取得的成果更突出，首先将 Limebeer 等人的经典结论推广到了随机情形 , 所得到的一对 coupled Riccati 方程正被其他学者所关注，在此基础上，非线性随机控制、非线性随机滤波器设计等都取得重要理论成果。多篇论文，均作为 regular paper 发表在国际权威期刊 Automatica ， IEEE Trans.Automatic Control, IEEE Trans. Signal Processing 、 SIAM J. Control and Optimization 上。

上述成果，目前正在模式识别课题研究中用于信号处理与滤波；在智能控制中，用于解决随机干扰和非线性问题的控制算法。目标是，通过三年的努力，切实在实际控制系统中得到成功应用，取得有重大影响的标志性成果。

 

                             本中心招聘和引进人才信息

    本中心招聘和引进自动化专业、机械制造专业、生理学专业的博士，极少数特别优秀的硕士。最好是控制理论与控制工程、模式识别与智能系统、自动检测与装置、机械制造及其自动化、神经生理学等专业的。

    对于有参加重大科研项目和重大工程项目经历的，优先；对于有产品设计经历和工厂工艺实践经历的，优先。特别是对业绩特别优秀的，可不论学历，破格录用。

    待遇：博士，爱人可随调我校；其他条款可查我校网人事处网页；对于特别优秀的，则按"引进人才"对待，待遇由双方面议。

                                      联系方式

 

负 责 人：苏学成  教授

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联系地址：山东省青岛市经济技术开发区前湾港路579号  山东科技大学信息与电气工程学院

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最后更新：2005年4月14日 16:38
苏学成

教授，博士生导师。1964年毕业于合肥工业大学工业自动化专业，同年分配到山东科技大学任教至今，一直工作在教 学、科研第一线。78年前，主要从事自控系统方面的科学研究，并于1978年获"山东省科学大会奖"；1978-1986年，主要从事计算机控制系统的研 究，曾任省单片微机学会理事长、省自动化学会常务理事兼计算机应用专业委员会主任；1986年后，开始从事地下机器人的研究，先后主持国家自然科学基金项 目3项、国家863项目4项，获得国家科技进步二等奖和山东省科技进步一等奖各1项；获发明专利2项，在自动化学报、机械工程学报、煤炭学报、信息与控 制、机器人、电气传动等期刊和国际会议发表论文30余篇，其中EI检索的11篇。。曾获"全国优秀教师"、"山东省十大优秀教师"、"山东省劳动模范(先 进工作者)"等多项荣誉称号，享受政府特殊津贴。他领导的机器人中心被审定为863机器人"产业化基地"， 是国内特种机器人的主要研发单位之一，在863十五周年时被授予"先进集体"称号。