（1）再生机组智能联动驾驶系统
就地热再生车辆需选择天气好、气温高的情况施工，并对地面进行加热，环境温度高达140℃，驾驶员工作环境十分恶劣，急需实现多台车辆编队沿预设路线实现自动驾驶，将驾驶员从恶劣环境解救出来。差分GPS定位测量精度可达1cm，设立GPS基站和车辆加装差分GPS接收机，用于工程车辆的定位，从而可对工程车辆的运动轨迹进行精确控制，实现智能驾驶。路径点采集车通过对行驶路线上的关键点进行定位，手持操作站将这些离散的关键点进行路径拟合，并将路径参数化后下传给机组各车辆搭载的工程车辆控制器，工程车辆控制器完成对工程车辆的自动驾驶控制。已申请专利5项。
热再生机组智能驾驶系统组成结构
（2）基于3D视觉的通用柔性控制系统
柔性生产是工业自动化的趋势，视觉定位和运动控制是柔性自动化设备的核心技术。目前行业通常采用PLC+工控机+单目相机的方法对设备自动控制；这种控制方式对开发人员专业性要求较高，产品开发周期长，硬件成本高，而且采用的PLC多种多样，通用性较差。为解决以上问题，本项目采用3D视觉技术和嵌入式处理技术，开发一种基于3D视觉的通用柔性控制系统。采用双目摄像头和3D 卷积神经网络（CNN）技术实现3D视觉定位；采用包含ARM内核的FPGA芯片取代传统工控机,通过FPGA硬件实现视觉处理算法，解决普通工控板CPU处理速度问题，通过ARM内核内嵌linux操作系统实现常规软件控制；研发具有自主知识产权的运动控制器，具备以太网、MODBUS、485MODBUS、高速输入输出、模拟量数字量输入输出等功能，研发符合IEC标准的上位机编程软件，取代PLC。将视觉识别定位时间缩短到原来的1/3；新产品软件开发时间缩短到原来时间的1/2；控制系统的硬件成本减少到原来的2/3；不需要储备懂多种PLC编程和懂视觉算法的开发人员，不需要建立多种PLC库存商品，大大降低了企业硬件成本和开发成本，提高了企业市场的应变能力和竞争能力，给企业带来明显的经济效益。
基于3D视觉的柔性控制系统结构图
（3）轨道扣件自动维护智能机器人
本项目应用机器视觉和机器人技术研发一种铁路轨道扣件自动维护智能机器人，该机器人能够在要施工的轨道上自主行走，通过机器视觉系统对轨道扣件定位，并根据设定的工作内容由机械臂配合扣件上料系统或回收系统自动执行安装或者拆卸动作。大大节约了安装或拆卸一整套扣件系统（包括螺母、垫圈、弹跳、钢板等）的时间，提高安装精准度，节约成本，提高铁路轨道维护工作的效率与质量。本机器人安装拆除简单，可在维护窗口期迅速展开开始轨道维护工作，为了进一步提高效率，可以两台并联，在铁路轨道双轨同时工作。申请专利6项，发表论文1篇。
轨道扣件机器人实物图
（4）面向水泥工厂的智能装车机器人系统
面向水泥工厂的智能装车机器人与莱州中联水泥集团合作研发，预计2019年12月正式投入使用。本项目采用起重行车有轨运行模式和绗架机械手相结合的空间结构为基本构架，分别设计起吊、换行、分包、转位及码放功能机构。通过带式输送机相衔接的两台并联同步机械手和三轴运动机构实现袋装水泥的自动装车码垛作业。并且应用人工智能技术实现装载车辆自动识别、进出场自动引导、装载机器人智能运行以及装载作业全程监控。申请专利3项，发表论文1篇。
水泥自动装载系统模拟图
（5）服务机器人云服务平台
本项目被列入国家重点研发计划（编号：2017YFB1302400），项目针对目前服务机器人系统协议不兼容、缺乏信息共享与融合等问题，将服务机器人与新一代信息技术深度融合，构建服务机器人间相互学习和知识共享的泛化、标准、弹性的服务机器人云服务平台，突破服务机器人场景理解、行为识别及情感交互等方面的技术瓶颈，形成自主知识产权的整体技术解决方案、配套软件系统、分析工具和平台软件，实现服务机器人共性技术的云端在线服务，解决个体服务机器人的局限性，提高服务机器人的智能化水平，填补该领域技术及产品空白，支撑我国服务机器人产业发展。已申请发明专利22项，发表论文10篇。
（6）水下感知和取样技术研究
本项目被列为山东省重点研发计划（项目编号：2016CYJS02A01）。项目研发的水下感知和取样系统技术先进，达到国际先进水平。该项目（1）建立了无模型自适应控制算法，提高水下机器人运动的精确性和稳定性，实现了水下机器人水中停靠与智能避障；（2）提出基于非局部先验分解的水下图像复原算法，实现水下图像实时增强，为目标识别提供高质量图像；（3）提出结合BOF与卷积神经网络的水下目标识别算法，提高水下目标识别准确率；（4）集成优化了水下照明、光电成像、变焦调焦调光、信号传输和图像处理等技术等，构建了水下光学成像系统，获取水下光学图像、深度、盐度等多维信息；（5）设计了适用于水下目标定位的ORB双目视觉算法，实现了多机械手动作协同智能运动。水下机器人相关技术获得国内发明专利5项、实用新型专利6项，软件著作权2项，发表论文10篇，其中EI检索6篇。
（7）水上设备智能导航定位系统的有限时间控制及应用
本研究方向依托国家自然科学基金面上项目“饱和非线性时滞系统基于Hamilton方法的有限时间控制研究”，研发多利用系统能量方法和视觉导航技术以及有限时间控制方法研发动力定位系统和智能巡航浮标。该技术的研发实施除保证系统定位的精准性、快速性外，同时还增强了系统对抗外部干扰能力，有效节约了成本和提高定位的效率。申请专利5项，授权一项，发表SCI、EI检索论文2篇，在审3篇。
其中申请并授权的专利“基于视觉导航的自动巡航水质监测浮标系统”，主要应用视觉导航技术研发一种自动巡航水质监测浮标，该浮标能够通过视觉避障和视觉导航进行航行，达到能够在复杂水面上安全航行的目的。该专利的实现可以在提高水质监测精度的同时，大大的减少了浮标的投放量，进而节约成本。本浮标系统结构简明，功能齐全，在能实现自动巡航监测的同时，还能实现无人值守定点定位功能。
（8）牵引式自动罐装液态施车
“牵引式自动罐装液态施车”项目被列入山东省农业重大应用技术创新项目（项目编号：SD2019NJ008）（子课题），本项目研究以液态农业废弃物无害化处理利用为目标，应用液压与电控技术实现液态有机肥自动罐装、精细调控与变量播施等作业功能，并以研发应用和推广示范为核心进行相关工艺研究、装备研发。拟申请专利2项，发表论文1篇。
（9）地震大数据服务支撑平台
“地震大数据服务支撑平台”项目被列入山东省重点研发计划（项目编号：2017GGX10119）。本项目对地震行业的算法进行移植与重构，采用当前先进的 MapReduce、Spark 等大数据平台对由MATLAB、C、Java、PHP等技术建立的已有单机算法建立云端服务，极大提高了工作效率。基于云计算与虚拟化技术建立统一的服务访问接口，用户上传按照接口标准编写的算法，即可使用系统的资源与数据执行分析，保证了信息与计算资源的充分使用。建立并行数据解析算法结合关系数据库、NoSQL 数据库、HDFS 文件系统联合数据存储的方式，将属性数据与数值数据分散存储。既保障了核心数据的安全性，可提高了公共开放数据的访问效率。申请发明专利3项，软件著作权1项。
（10）基于5G的空地一体化无线通信系统
项目针对无线空地一体化分布式高效调制这一全新无线协作通信体制，基于5G无线通信网络设计了兼具高性能与低复杂度的无线分布式SSK/SM/GSM/QSM/ESM/DSM、自适应调制和中继协作调制方案，实现了分布式索引信号映射、幅相调制信号星座图映射、无人机飞行轨迹、终端发射功率和分布式节点协作的优化设计。项目结合空地一体化分布式高效调制通信系统的动态拓扑特性和空地信道专有特征，提出了基于无人机位置信息、终端发射功率和标签信号嵌入验证的物理层鉴权机制，对鉴权成功率进行了分析及实验验证。项目的实施为我国在无线分布式空地一体化高效调制通信系统的实践应用和无线信息安全方面提供切实可行的方案。项目在实施过程中发表SCI论文8篇，其中IEEE 权威期刊论文5篇，获得发明专利6项，其中国外发明专利5项。
