浙江省物联感知与信息融合技术重点实验室于2013年7月经浙江省科技厅批准立项建立,建设时间为2013年7月至2016年7月,依托单位为杭州电子科技大学,隶属于控制科学与工程领域。

一、研究方向

物联感知与信息融合技术重点实验室重点支持以下三个方向的研究:

1)智能感知与物联网技术;

2)多传感器信息融合技术;

3)面向智慧城市的应用研究。

围绕上述三个新方向,在理论、技术与应用领域开展研究。研究内容如下:

1、智能感知与物联网技术研究方向

传感器低功耗与节能技术:针对智慧城市信息感知环境复杂,供电困难问题,研究用于传感器节点的高效能微电源和能量获取、管理等方法,解决传感器节点的功耗问题。重点研究传感器低功耗技术,综合利用光能、风能、热能等多能源综合供电技术。

2、多传感器信息融合技术研究方向

针对智慧城市中存在信息多源、异类、分布、不确定等特点,缺乏有效的信息融合手段、缺乏智慧,难以支撑智慧城市建设的需求,面向智慧城市应用开展多传感器信息融合的基础理论、关键技术和方法应用研究。

3、面向智慧城市的应用研究方向

面对浙江省智慧城市建设的需求,研究满足智慧水务、智慧环保、智慧交通、安全生产等需要智慧感知技术与信息处理、挖掘与融合技术。近期主要围绕以下几个方向开展研究:

(1)智慧交通领域

研究基于地磁技术的车辆检测传感器;基于地磁、地感、图像信息的数据融合方法与的道路车辆状态估计技术,智慧红绿灯控制技术;开展集合物联传感与信息融合一体的智慧终端研究,实现信息感知、信息处理、信息服务一体化。重点研究智慧红绿灯控制技术:

(2)智慧水务领域

研究给排水管网状态检测传感器,河道水位状态与城市易涝点水位状态检测传感装置,水务系统信息感知物联网拓扑结构;研究排水实时状态信息、GIS信息的数据融合技术,估计排水系统态势,为浙江省智慧水务示范工程建设服务。

(3)智慧环保领域

针对智慧环保存在水、气、固废监控问题,研究信息感知的物联网构架与系统集成技术,数据交换与融合技术,污染状态估计技术,为智慧环保示范提供技术支撑。重点研究:

污染源全流程监控技术:生产过程数据与环保污染数据的感知与融合技术,通过模型与数据分析,预测与评价生产状况,对生产运行效率、生产安全、能耗与污染状况进行预测与评价。

危险固废全过程监控技术:研究利用RFID标识、GIS数据、GPS信息等,实现固废实时跟踪的方法、技术与装置。

二、人员介绍

序号 姓名 手机 学历 职称 职务 专业领域

1 刘光宇 15205818818 博士 高级 管理人员 控制理论

2 薛安克 13957189682 博士 高级 管理人员 自动化

3 王建中 13357191163 其他 高级 研发人员 计算机

4 赖晓平 15057158179 博士 高级 研发人员 信号处理

5 彭冬亮 13516817867 博士 高级 研发人员 信息融合

6 周绍生 13282126860 博士 高级 研发人员 系统理论

7 蒋鹏 13093737386 博士 高级 研发人员 物联网

8 赵晓东 15967113863 其他 高级 管理人员 自动化

9 杨成忠 13336182290 其他 高级 管理人员 测控技术

10 张乐 15381199072 硕士 副高级 管理人员 计算机

11 孔亚广 13758258459 博士 副高级 研发人员 自动化

12 吴锋 13291835765 博士 中级 研发人员 计算机

13 邹洪波 13858180464 博士 其他 研发人员 嵌入式系统

14 谷雨 13116776388 博士 其他 研发人员 嵌入式系统

15 柏建军 13857153960 博士 其他 研发人员 嵌入式系统

16 刘俊 13968073112 博士 其他 研发人员 信息融合

17 鲁仁全 13858106682 博士 高级 研发人员 控制理论

18 金朝阳 18606538776 博士 副高级 研发人员 信号处理

19 陈云 13738052200 博士 高级 研发人员 控制理论

20 郭云飞 13116748901 博士 高级 研发人员 信息融合

21 陈华杰 13093701169 博士 副高级 研发人员 信息融合

22 张日东 13575494566 博士 高级 研发人员 控制理论

23 左燕 13858151311 博士 高级 研发人员 控制理论

24 陈霄 15068102725 博士 其他 研发人员 自动化

25 郭宝峰 15558044673 博士 高级 研发人员 自动化

26 徐生林 13857162109 硕士 副高级 研发人员 控制理论

27 王春林 13123937756 博士 其他 研发人员 自动化

28 王俊宏 13064702739 硕士 副高级 研发人员 控制工程

29 朱亚萍 13777882388 硕士 高级 研发人员 自动化

30 申屠晗 13958006756 博士 其他 研发人员 控制理论

31 许欢 13634106376 博士 中级 研发人员 地理信息系统

32 张俊锋 18868706298 博士 其他 研发人员 控制理论

33 曹九稳 18758231711 博士 其他 研发人员 控制理论

34 王茜 15988175492 博士 其他 研发人员 控制理论

35 付世洲 18767145246 博士 其他 研发人员 控制理论

36 孙同晶 18698559336 博士 副高级 研发人员 控制科学与工程

37 骆吉安 13868123087 其他 其他 研发人员 控制理论

38 侯平智 13777856668 其他 其他 研发人员 控制理论

39 吕强 13819139153 博士 副高级 研发人员 控制理论与控制工程

40 王越胜 13336036038 硕士 高级 研发人员 控制工程

41 王瑞荣 13157177821 其他 其他 研发人员 控制工程

42 徐哲 13906510115 其他 其他 其他人员 自动化

43 张波涛 15384029074 博士 其他 研发人员 控制理论

44 杭丽君 13957124316 博士 其他 研发人员 电气工程

45 谢小高 13116781130 博士 其他 研发人员 电气工程

46 沈磊 17196690313 其他 其他 研发人员 控制工程

47 李烁 18260089772 博士 其他 研发人员 信号处理

48 贾祥磊 17858836169 其他 其他 研发人员 控制领域

49 相成娣 18324388306 博士 其他 其他人员 控制领域

50 俞武嘉 13291812767 博士 其他 研发人员 控制领域

51 邓木清 18324338608 其他 其他 研发人员 控制领域


学术委员会成员7人,其中院士3人。实验室学术委员会主任为吴澄院士,副主任是李德毅院士和薛安克教授。

学术委员会主任简历:

吴澄,清华大学自动化系教授,自动控制专家。浙江省桐乡市人。1962年毕业于清华大学,1966年清华大学研究生毕业。现为清华大学自动化系教授,博士生导师,国家CIMS工程技术研究中心主任,国家973项目“复杂生产制造过程实时智能控制与优化理论方法”首席科学家。中国工程院院士。

李德毅,男,指挥自动化和人工智能专家。1944年11月出生于江苏省泰县(现江苏省泰州市姜堰区)。中国工程院院士、欧亚科学院院士,指挥自动化和人工智能专家。1944年出生于江苏省。1967年毕业于南京工学院,1983年获英国爱丁堡海里奥特•瓦特大学博士学位。现任总参第61研究所研究员,中国指挥和控制学会名誉理事长,中国人工智能学会理事长。李德毅参加了多项电子信息系统重大工程的研制和开发;最早提出“控制流—数据流”图对理论和一整套用逻辑语言实现的方法;证明了关系数据库模式和谓词逻辑的对等性;提出云模型、云变换、云推理、云控制等方法用于不确定性认知和云计算,在智能控制“三级倒立摆动平衡”实验和智能驾驶中取得显著成效。获国家和省部级二等奖以上奖励9项,获得10项发明专利,发表论文130多篇,出版中文著作5本、英文专著3本。现为北京联合大学机器人学院院长。现任中国电子系统工程研究所副所长,国家自然科学基金委员会信息科学部主任。

薛安克,1957年3月出生于浙江东阳,籍贯山东莒南。博士,教授,博导。浙江大学、华东理工大学、电子科技大学、西安电子科技大学兼职博士生导师。原任杭州电子科技大学校长。省有突出贡献中青年专家,省151人才工程第一层次人员,省新世纪151人才重点资助人员,有突出贡献博士后出站人员,享受国务院政府特贴专家。


三、研究成果

经过多年建设,实验室形成了三个特色鲜明的研究方向:1智能感知与物联网技术与应用研究;2)多传感器信息融合技术;3)面向智慧城市的理论与应用研究。

1 智能感知与物联网技术与应用研究方向

主要研究智能感知技术,物联网环境下的信号获取与处理技术,复杂环境下的建模与控制技术等。

1.1主要研究项目与成果

类别 数量

发表论文 20

授权专利 4

奖项 4

项目 9

在该方向上,承担了1项国家基金重大项目,1项国家科技部国家重点研发计划专项项目,多项国家自然科学基金项目及其他项目,总经费超过1500万。研究的相关代表性理论成果发表在IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS,SENSORS,JOURNAL OF APPLIED REMOTE SENSING, JOURNAL OF THE FRANKLIN INSTITUTE等国际期刊。

该方向的研究成果获得浙江省科学技术进步奖二等奖1项(钱塘江涌潮多模式融合检测与实时递归预报系统),浙江省自然科学奖一等奖1项(复杂系统控制理论与设计中若干科学问题的研究),教育部自然科学奖一等奖1项(复杂受限系统的鲁棒性分析与控制)。

该方向的主要承担项目如下:

国家科技部国家重点研发计划专项项目“基于全光纤气体传感网和智能大数据分析的移动污染源在线监测与超标排放快速识别系统研发”(400万元)

国家自然科学基金面上项目“无线传感器网络三维覆盖控制及在湿地水环境监测中的应用研究” (83万)

国家自然科学基金重大科研仪器研制项目“基于非线性控制技术的太阳能电池快速测试装置的研制” (760万)

国家自然科学基金:基于无线网络小车的协同控制研究 (25万)

国家自然科学基金:无线传感网信道建模及对MAC/路由协议影响研究(88万)

国家自然科学基金:面向信号源定位问题的多机器人合作控制系统设计理论与方法 (78万)

863子项目:我国优势农产品(蜂产品)质量安全追溯大数据系统引进与示范 (70万)

国家自然科学基金:基于反馈融合的临近空间高速机动弱目标联合检测与跟踪  (61万)

浙江省自然科学基金:钱塘江涌潮非线性灰箱建模预报理论及应用研究(8万)

国家自然科学基金:涌潮非线性灰箱建模预报理论方法及在钱塘江的应用  (59万)

1.2 相关方向主要研究内容与创新

1.2.1 复杂网络环境下的面向任务的战场智能感知

针对联合作战对战场感知的需求,开展任务驱动的网络化信息融合与资源管控一体化技术研究,构建一个基于信息反馈融合和融合反馈控制的联合战场感知闭环结构,提高战场信息处理的时效性、完整性、可靠性和准确性,为联合作战的情报保障提供技术支撑。相关研究成果已经应用于空地一体化预警探测系统,“067”工程和边海防应用系统中。

 1.png

1.2.2 基于智能感知的钱塘江潮涌检测与预报

“天下奇观”的钱塘江涌潮速度约12m/s、撞击力高达7t/m2,其破坏力大、含沙量大、腐蚀性强、变化幅度大,涌潮检测极其困难,同时受天文、水文(径流量)、气象(风力、风向、气压)、地理条件(河床变化)等不确定因素影响,导致传统的隔日天文潮预报难度大,准确性和实时性差,已难于满足社会发展需求。

针对上述难题,项目组自主研发了基于音频、视频、流速、水位等多模式涌潮检测装置,探究钱塘江流域涌潮传播规律,采用多元信息融合技术,自主设计了高精度的钱江潮实时分段预报算法,搭建了完备的涌潮预警预报平台,突破了传统涌潮检测与预报方法的瓶颈,全面提升了涌潮的监测、预报水平和预警能力:实现全天候24小时无人值守、自动预警,并延伸和扩大了监控范围,实时预警精度提高到分钟级,单点预警范围扩大到公里级。

  2.png

3.png

   涌潮到达时水位和流速的变化趋势图(图中流速数据未做滤波处理)


2 多传感器信息融合技术研究方向

主要研究复杂环境下的信息感知技术、物联感知信息的处理技术、多源不确定信息融合理论与方法,数据建模与基于数据驱动的控制方法与理论等。

2.1 主要研究项目与成果

表3 信息融合 成果列表

类别 数量

发表论文 20

授权专利 4

奖项 3

项目 11


主要研究复杂环境下的信息感知技术、物联感知信息的处理技术、多源不确定信息融合理论与方法,数据建模与基于数据驱动的控制方法与理论等。

在该方向上,承担国家自然科学基金6项,并得到10 余项国家/国防重点重大项目支持。理论成果已在 IEEE TAC/TSP、Inform Sciences 等国际期刊发表论文 50 余篇,出版专著 4 部。多项技术成果列入国防“十二五”关键核心技术,1 人成为总装***专业组成员,牵头组建浙江省军民融合科技服务平台(省“十三五”七大平台之一),有力推动了浙江省军民融合。研究成果已在国民经济和国防重点型号工程中得到应用或验证。

国家级教学成果奖一等奖1项(开发大型现代煤化工教学工厂,创新高技能人才培养实践教学模式),教育部科学技术进步奖二等奖1项(炼钢生产优化调度与控制技术及应用),浙江省教学成果一等奖1项(开发OTS自动化仿真教学工厂,创新过程自动化工程实践教学体系),石油和化工自动化行业科学技术奖优秀科技论文奖1项(“执行器”故障情况下的工业工程线性二次型优化控制),天津市技术发明奖一等奖1项(机电耦合系统电机协同控制技术及其应用),浙江省教学成果奖二等奖1项(划转地方高校行业特色人才‘校政企研’协同培养模式的探索与实践)。

目前实验室在研的国家项目:

国家自然科学基金:空间非合作目标检测识别与跟踪的信息融合方法

国家自然科学基金:基于脑电/眼电的特定运动想象多模式识别方法研究

国家自然科学基金:复杂环境下的目标检测识别与跟踪若干关键问题研究

国家自然科学基金:室外移动机器人环境认知与自主规划方法及实验研究

国家自然科学基金:基于多维模糊数的多通道不确定信息的表示及融合方法研究

国家自然科学基金:不确定环境下的自主移动机器人目标搜索问题研究


2.2 相关方向主要研究内容与创新

2.2.1 基于多源信息融合技术的目标检测、跟踪与识别

针对复杂电磁环境、目标隐身和机动性能提升给探测系统带来的检测、跟踪和识别难题,研究信息反馈融合和检测-跟踪-识别一体化技术,其中反馈融合技术被总装备部列为“十二五”国防关键技术之一。相关研究成果已经应用于“***”情报综合处理系统,海面声探测预警网系统和新一代雷达组网系统,并在临近空间目标预警探测、天地一体化网络边海防御和反潜等方面开展了相关前期研究。

 

4.jpg

2.2.2 图像处理与图像融合理论与应用

图像处理与图像融合是指提高图像信息可利用性的重要手段,在目标解译和识别、环境监测、地物分类等领域具有广阔的应用前景。针对远程战场监视系统中大量图像传感器获取的多波段多极化合成孔径雷达(SAR)、高光谱、红外、可见光等典型图像类型,重点研究图像增强、图像融合、目标检测与识别等技术。相关研究成果已经应用于“天宫一号”高光谱图像处理系统,“***”多波段多极化SAR图像处理与目标解译系统和某型导弹试验落点快速搜寻系统。

 1.jpg

 


3 面向智慧城市的应用研究方向

面对浙江省智慧城市建设的需求,在智慧城市总体架构、核心关键技术开展研究。着重面向智慧水务、智慧环保、智慧交通、安全生产等方向,研究通过智慧感知技术与信息处理、挖掘与融合技术等的应用,满足智慧城市建设的需要。

3.1主要研究项目与成果

表4 智慧城市成果列表

类别 数量

发表论文 14

授权专利 5

奖项 3

项目 5

在该方向上,承担国家基金重点项目“城市排水管网系统的建模、优化运行与控制方法及应用”,国家自然科学基金-浙江两化融合联合基金项目(重点)“城市智慧水务系统安全运行的检测与控制基础理论与方法”,其他国家自然科学基金及省自然科学基金5项,在城市规划、云计算与大数据、智慧城市总体设计等方向,撰写发展规划与调研报告10余项,为浙江省智慧城市建设提供了极大的支撑:

杭州经济技术开发区发展经济信息推动智慧应用三年行动计划(2015-2018)

浙江省云计算发展规划(2014-2018)

杭州市场大数据发展报告(2013)

智慧城市建设中领导人才与实用人才培养与使用研究(2013)

“智慧杭州”总体规划(2014-2020)

浙江省云服务市场若干关键问题研究(2014)

丽水“智慧政务”试点项目调研报告(2013)

基于“云管端”操作系统的智慧健康公共服务平台探索(2013)

钢铁大数据(2016)

 

2.png


3.2 相关方向主要研究内容与创新

3.2.1智慧水务方向

针对城市水务系统的涉水业务结构复杂性,运用系统工程分析与设计思想,基于大数据、云计算、物联网等技术,提出了智慧水务信息系统的整体构架与层次体系,提出了面向控制的物联数据总线与数据集成、水务大数据并行处理和控制结构,在国内率先提出了一体化解决城市涉水业务的技术体系与解决方案。研究成果已成功地应用于台州、义乌等智慧城市试点项目的整体构架设计,以及杭州、绍兴、福州等地的智慧水务建设规划。

(1)智慧水务系统理论与技术研究

智慧城市水务系统安全运行的理论方法与技术是重点实验室的重要研究方向与领域,在理论研究与工程实践上,开展了大量的研究,积累了很好的基础。

智慧供水系统

结合智慧信息中心、GIS基础平台、物联网感知、建模仿真等技术,同时运用给排水管网数学模型模拟方法,有效辅助实现管网的运行管理和优化分析,保证供水安全。 

 3.png


(3)排水地理信息管理软件

排水地理信息系统管理软件是建立在实时地理信息系统平台上的应用软件,具备静态管网信息与实时动态管网监测信息管理,排水智能决策支持(优化调度)系统的接口,具有与排水自动化系统的接口,是排水设施管理的可视化综合工作平台。

 4.jpg


(4)排水信息传感器技术

基于无线传感器网路的排水管网水位检测装置:基于无线传感器技术、低功耗传感器技术,在排水管网检查井节点位置实现排水信号监测的专用传感器。

河道水位检查装置:基于太阳能供电技术、GPRS技术的实时水位监测装置。

内涝点预警系统:通过内涝点水位监测,雨量信息,排涝泵站控制系统,对易涝点进行监控,内涝发生时,实现预警。

潮水检测装置:高频次涌潮水位检测专用设备、基于流速流向(雷达电波流速仪SVR S3)的非接触式智能涌潮监测仪UTR-I涌潮检测装置。

 

   1.jpg            


3.2.2 智慧交通方向

(1)浙江智慧高速监控管理系统

通过智慧传感与云平台,建立高速公路实现信息采集,实时智慧调度与管理的统一平台,形成符合智慧高速总体规划的的监控管理系统。主要功能有全省路网信息共享、 高速路况分析、 应急事件调度联动、 建立数据共享平台、 建立相关标准。

  

 2.jpg

3.jpg

(2)交警集成指挥平台与移动警务系统

通过多传感技术,信息融合技术与云平台,把交通管理信息与路面交通信息集成在统一平台。采用数据分析、建模技术、移动应用等,优化交通指挥与交通事件的处理,提高效率。系统已经应用于新疆自治区。系统主要特色:

双网双平台:

 4.jpg

全区跨地域分布式的云体系:


 5.jpg


省级视频汇聚与管理平台:

 


 6.png

7.png

快速事件处置:


 


(3)智慧红绿灯控制系统

建立车辆检测物联网传感器系统,检测交通路口的车辆信息,通过对路口汽车通行状态的分析,实现对主干道车辆通行状况的监控。采用信息融合技术,结合多种路口交通状态信息,估计交通态势,建立智慧红绿灯控制系统,实现红绿灯动态智能配时调整,以提高路口的通行效率,保证通行安全。技术已经应用于联丰钢铁集团厂区道路的红绿灯控制。实现炼钢厂的铁水包运输车辆等重型特种车辆的监控与调度,保证运输安全,减少车辆刹车,实现安全节能。

 

8.jpg

(4)智慧交通虚实仿真技术

交通仿真是智能交通运输系统的一个重要组成部分,是计算机技术在交通工程领域的一个重要应用,它可以动态地、逼真地仿真交通流和交通事故等各种交通现象,复现交通流的时空变化,深入地分析车辆、驾驶员和行人、道路以及交通的特征,有效地进行交通规划、交通组织与管理、交通能源节约与物资运输流量合理化等方面的研究。

 9.jpg

缩微交通模型

 10.jpg

交通仿真建模



四、联系人

联系人:刘光宇

电话:15205818818

邮箱:g.liu@hdu.edu.cn

地址:杭州江干区杭州电子科技大学科技馆406