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山西省重点实验室巡礼:智能信息控制技术山西省重点实验室

作者:开云app网页入口 时间:2024-07-05 05:45:48 点击:1

  科技决定山西未来发展,创新引领三晋转变发展方式与经济转型。作为科学技术创新体系的重要组成部分,重点实验室已成为孕育重大原始创新、助力高水平发展的重要科技力量。近年来,按照省委省政府战略部署,山西围绕传统产业转型升级和战略性新兴起的产业集群发展,不断加大扶持力度和建设水平,涌现出一批引领前沿、学科交叉、综合集成、国内外有影响的重点实验室,为我省2030年基本实现转型、2035年基本实现现代化目标发挥了有力的支撑作用。

  为深入实施科教兴省、人才强省、创新驱动发展的策略,展现山西发展的新领域、新动能、新优势,本报与省科技厅联合推出“山西省重点实验室巡礼”系列报道。“山西省重点实验室巡礼”将视角对准全省百余家重点实验室,用生动的笔墨、精彩的镜头,多角度、近距离记录实验室建设发展成效,多形式、立体化讲述富有成效的创新案例和鲜为人知的创新故事,多渠道、宽领域展示我省重点实验室近年来取得的丰硕成果。系列报道将努力把对科学技术创新的礼赞,以有高度、有深度、有温度的方式呈现出来,为奋力推进中国式现代化山西实践作出新的更大贡献。

  无人机智能基站的机舱盖缓缓打开,一架无人机自动出舱起飞,按照设定路线进行巡航飞行后返回基站,并自动充电等待下一次起飞……这一幕宛如科幻电影中的场景,未来或普遍出现在电力巡检、应急、城市网格化管理、公安、交通等诸多领域。

  随着智能信息技术的加快速度进行发展,社会持续健康发展正在成为一种信息化、智能化、智慧化的庞大系统。智能信息在助推高水平质量的发展、引领信息技术应用、提升城市综合竞争力等方面有很重要的作用。应运而生的智能信息控制技术山西省重点实验室(以下简称“实验室”)以北方自动控制技术研究所为依托单位,面向我省智能化、信息化发展的新需求,针对先进制造业、现代化建设、新兴起的产业等领域发展中涉及的难点难题,重点突破智能信息控制领域的技术发展,集中力量投入智能控制管理系统、大数据平台,以及无人车辆、无人机、智能/服务机器人等智能装备设备的研发,形成了一批可产业化的技术成果,全方面提升带动相关企业技术创造新兴事物的能力,用一流的智能信息控制技术成果提升关键核心技术攻关“山西能力”。

  在现代先进制造系统中,需要依赖那些不够完备和不够精确的数据来解决难以或无法预测的情况,人工智能技术为解决这一难题提供了有效的解决方案。智能控制随之也被广泛地应用于机械制造业,它利用模糊数学、神经网络的方法对制作的完整过程进行动态环境建模,利用传感器融合技术来进行信息的预处理和综合。智能控制是自动控制理论发展的必然趋势。

  “实验室依托北方自动控制技术研究所成立,主要开展智能信息控制技术领域的基础研究与应用研究,包括智能指挥控制、无人平台控制及大数据挖掘等方向。”实验室主任杜伟伟介绍到,实验室以“前瞻性”为准则,瞄准国际智能信息控制领域发展趋势和前沿技术,跟踪学科前沿开展基础研究、突破关键技术、解决难点问题;以“共用性”为准则,以人机一体化智能系统、智能交通、智能医疗、智能安防等领域对智能信息控制的需求为牵引,立足服务山西省地方经济建设,结合现有军民通用智能指挥控制管理系统及无人平台基础条件,针对我省发展中涉及的瓶颈难题,在理论、技术、方法和装备设备创新上提供支撑;以“创新性”为准则,持续加强实验室环境建设,打造我省在智能信息控制领域的高层次人才教育培训基地和科学技术创新基地。

  目前,实验室形成了一支专业覆盖全面、层次结构符合常理的科研队伍,涵盖计算机科学与技术、控制科学与工程、电子信息工程、通信与网络技术、机械工程、自动化专业等多个学科领域。近年来,实验室团队承担了多项国家级科研项目,发表代表性论文20余篇,代表性专著及授权发明专利20余项。

  随着现代化进程的加快,交通、应急、安防等领域对无人化作业的需求越来越强烈。传统的车辆制造方式存在成本高、周期长等问题,难以满足市场需求。因此,实验室研制了一款模块化无人平台,通过模块化设计的理念,将整个车辆分为多个功能模块,能够准确的通过不同的需求来做灵活组合和升级,实现不同功能无人平台的快速制造和高效运营。

  “模块化无人平台由无人平台底盘、平台操控软件和专用上装设备等部分所组成。”杜伟伟和记者说,无人平台底盘采用了先进的智能化控制和传感器技术,可以在一定程度上完成自主导航、自动避障等功能,同时还具备远程监控和故障诊断能力。平台操控软件为实验室自主研制的国产化软件,可通过传感器实时获取无人平台周边的环境信息,经过软件的智能规划,指挥无人设备根据要求无人驾驶并通过自主避障快速到达指定区域完成作业任务,实现对无人设备的远程操控。专用上装设备主要是根据不一样的需求场景,如反无人机、灭火、驱鸟、侦察探测等,通过制造和安装不同功能的上装设备模块,实现平台的多功能作业。

  “模块化无人平台采用了一系列的自研产品,依据模块化设计原则,平台所有的车体控制模块、供电模块、感知传感模块和通信模块等均采用统一的设备,同时制定了统一的对外机械和电气接口。”杜伟伟谈到,正是由于接口的标准化,平台可根据不一样的需要,通过更换上装设备模块来完成功能的快速转换,实现一机多能。此外,模块化设计使得每个功能模块都可以独立维护和升级,这大幅度的提升了车辆的常规使用的寿命和稳定性。

  “目前,实验室已基于模块化无人平台研制出不同功能的无人作业平台,包括无人机拦截无人车、鸟类驱离无人车、安防巡逻无人车等,并应用到了多个领域。”杜伟伟说,在无人机反制领域,无人机拦截无人车可以自动探测、打击非法无人机,解决无人机滥用所带来的安全威胁;在机场驱鸟领域,鸟类驱离无人车可以自动识别、跟踪和驱赶机场周边鸟类,有效保障飞行安全;在场地巡逻领域,安防巡逻无人车能轻松实现24小时不间断的巡逻任务,大幅度的提升巡逻安全和效率。

  此外,全景视频拼接技术,也是实验室最新研发的一项创新成果,它在公共安全、交通管理、城市规划等多个领域都存在广泛的应用前景。“这项技术的核心技术包括视频分析、图像拼接和人工智能识别等。”杜伟伟介绍到,它能够对监控摄像头拍摄的多路视频进行智能分析,提取出关键信息并进行自动拼接,形成一幅全景视角的监控画面。该技术具有强大的扩展性和灵活性。用户都能够根据自己的需求,定制自己的监控方案,实现个性化的监控管理。它还能够准确的通过实时数据,自动调整监控策略,提高监控效果。“这一技术已在一些重要场所应用,不仅大幅度的提升监控效率,减少了人工干预,还能够最终靠人工智能技术提高监控的准确性和实时性,得到了业界的高度认可。”杜伟伟说,同时,它的应用场景也慢慢变得广泛,实验室正将其应用于无人车、无人机等设备的视野成像,来为无人设备提供鸟瞰全景视频功能。实验室这一创新成果,不仅将推动监控技术的发展,也将为社会的安全和稳定做出重要贡献。

  习在党的二十大报告中指出:“我们要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动,加快建设教育强国、科技强国、人才强国,坚持为党育人、为国育才,全方面提高人才自主培养质量,着力造就拔尖创新人才,聚天下英才而用之。”

  创新是引领发展的第一动力,人才是科学技术创新的第一资源。实验室坚持引育并重的发展理念,成立以来大力引进所需的高品质人才,完善人才激励和培养机制,通过持续加强队伍建设与人才教育培训,建立了一支年龄结构、学历结构和专业结构符合常理的人才队伍。实验室现有固定人员百余人,其中硕士及以上学历80余人,副高职称以上人员30余人,学术梯队和中青年队伍建设合理,拥有非常良好的科研素养和创新能力。

  “学术交流和培训是科研工作不可或缺的一部分,不仅仅可以促进学术思想的交流创新,还能提高小组成员的专业素养。”杜伟伟和记者说,实验室与国防科技大学、装甲兵学院、北京理工大学、南京大学、太原理工大学、中北大学及高新科技公司,长期保持学术交流与合作,优势互补,共享资源,突破智能信息控制领域关键技术;定期组织小组成员参加各类学术报告、培训和进修班,拓宽视野,提高小组成员的专业素养和科研能力;多次承办或协办学术交流和开放活动,展示实验室的研究成果和实力,提升实验室的声誉与影响力,为实验室成员提供了更好的学习和成长平台。

  建设世界科学技术强国是习对我们国家科技发展的期盼和要求。当前,全球正处在科技快速地发展时期,新一轮的科技革命和产业革命正在来临。杜伟伟表示,下一步,实验室将加强科研成果的推广和应用,继续深化产学研合作,与企业和产业界紧密结合,将实验室研究成果转化为社会价值、经济效益,为山西省的科学技术创新与产业高质量发展做出更大的贡献。