项目名称：海洋探测无人系统协同关键技术及其应用推广.DOC

1、项目名称：海洋探测无人系统协同关键技术及其应用推广推荐奖种：科技进步奖推荐单位：福建省教育厅海洋已成为世界各国新一轮竞争的重要舞台。我国濒临西北太平洋，有约 300 万平方公里的管辖海域和 7.5 万平方公里的国际海底区域专属勘探开发区。加强对我国专属海域和近海海域的探测监管迫在眉睫。利用分布式无人系统集群，实现对水面水下海洋环境的全方位立体探测和控制，是“数字海洋”/“ 智慧海洋”国家战略的关键基础，对维护海洋权益、开发海洋资源、预警海洋灾害、保护海洋环境、加强国防建设等具有重要意义。本团队在“基于双移动锚节点的水声传感器网络安静定位算法及其误差修正技术的研究”， “水声传感器网络路由算法及

2、其支撑验证环境的研究”， “基于网络编码技术的水声传感器网络数据可靠传输技术的研究”， “海洋无线电导航系统抗干扰技术研究”， “水下机器人控制系统体系结构通用化研究“， “基于信号结构信息的 MIMO 雷达参数估计方法”，“CNSS/MEMS 一体化自适应抗干扰技术研究”等 7 项国家自然基金项目资助下，对海洋探测无人系统协同关键技术进行了深入研究，在(1)无人系统高精度抗干扰导航技术、 (2)无人系统水面水下综合立体定位技术、(3)无人系统集群水面无线 /水下水声的可靠通信组网技术、(4)多无人系统驱动及协作水域目标探测跟踪技术、 （5）信息管理平台服务系统等五方面获得了多项创新性专利技术

3、成果。团队根据技术成果开发了相应的设备和系统，并依托福建北斗星河通信有限公司、天津深之蓝海洋设备科技有限公司进行产学研合作，实现了科研成果的转化和应用推广，获得了明显的经济效益。设备成功应用于潘家口水库遇难潜水员尸体打捞等社会事件，产生了广泛的社会影响。本项目研究已经获得国家发明专利授权 22 项，软件著作权 21 项，实用新型专利授权8 项；在申请发明专利 10 余项；在中国科学、Adhoc Networks、WCMC、Signal Processing、Sensors、IEEE Communication Letters 等发表学术论文 62 篇，其中国际 SCI 期刊论文 30 篇， E

4、I 收录论文 50 余篇，被他引 300 余次；培养博士毕业生 5 名，硕士毕业87 名。主要完成单位：华侨大学、哈尔滨工程大学、福建北斗星河通信有限公司、天津深之蓝海洋设备科技有限公司。主要完成人及其贡献：1、蔡绍滨：项目负责人，负责整体规划，主导方向(2)研究工作，共同主导方向 (3)研究工作，对方向(2)和(3) 方面主要成果有突出贡献；2、王伟：主导方向(1)方面研究，共同主导方向(4)研究工作，对方向(1)和(4) 方面主要成果有突出贡献。3、高振国：共同主导方向(3)和(4)的研究工作，核心参与了方向(2)方面研究工作，对方向(3)和(4)方面主要成果有突出贡献，对方向(2) 方面

5、成果有重要贡献。4、陈爱泉：共同主导方向(5)方面工作，对方向(5)信息管理服务平台产品及相关技术有重要贡献，共同主导技术转化推广应用。5、魏建仓：共同主导方向(5)方面相关工作，参与方向(4)无人系统平台控制方面工作，对方向(4)和(5)的部分重要成果有贡献，共同主导技术转化推广应用。6、林昌龙：核心参与方向(3)方面多无人系统协作、故障诊断方面研究工作，对 方向(3) 部分相关重要成果有重要贡献。7、莫毓昌：核心参与方向(3)方面网络可靠性分析方面研究工作，对 方向(3) 部分相关重要成果有重要贡献。8、 黄平：核心参与方向(1)抗干扰组合导航方面研究工作，对 方向(1) 部分重要成果有重

6、要贡献。9、郭岳山：参与了方向(5)方面相关工作，对方向(5)的部分重要成果有贡献，核心参与技术转化推广应用。10、黄贵锋：对方向 (5)的部分重要成果有贡献，核心参与相关 技术转化推广应用。代表性论文专著目录：1. Shaobin Cai, Zhenguo Gao, DeSen Yang, Nianmin Yao. A network coding based protocol for reliable data transfer in underwater acoustic sensor networks. Ad hoc Networks (Elsevier), 2013, 11(5):

7、1603-1609. (SCI: 000320348600005, EI: 20132216369059, IF: 3.047).2. Shaobin Cai, Hongqi Pan, Zhenguo Gao, Nianmin Yao, Zhiqiang Sun. Research of localization algorithm based on weighted Voronoi diagrams for wireless sensor network. EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2014.04.

8、(SCI:000209860500001 , EI: 20142317791627, IF:1.529).3. Wei Wang, Xianpeng Wang, Hongru Song, Yuehua Ma. Conjugate ESPRIT for DOA estimation in monostatic MIMO radar. Signal Processing, 2013，93（7）：20702075. (SCI, EI, IF:2.787).4. Qiang Li, Wei Wang, Dingjie.Xu, XianPeng Wang. A robust anti-jamming n

9、avigation receiver with antenna array and GPS/SINS. IEEE Communications Letters, 2014,18(3):467-470. (SCI, EI, IF:2.754)5. Wei Wang, Xiaoyong Lv, Feng Sun. Design of a Novel MEMS Gyroscope Array. Sensors, 2013，13(2)：16511663. (SCI, EI, IF:2.048).6. Zhenguo Gao, Weidong Xiang, Yunlong Zhao, Jing Zhao

10、, Shaobin Cai, Wu Pan, Hua Jiang, Huiqiang Wang. Random network coding based optimal scheme for perfect wireless packet retransmission problems. Wireless Communications and Mobile Computing, April, 2013, 13(6): 577-592. (SCI: 000317357300004, EI: 20131616210897, IF: 2.51).7. Zhenguo Gao, Kaichen Zha

11、ng, Danjie Chen, Wei Zhang, Yibing Li. Outage performance of cognitive DF relay Networks with nonidentical Rayleigh fading channels and maximal ratio combining. AEU International Journal of Electronics and Communications, 2015, 69(1): 141-150. (SCI: 000347495600020, EI: 20151600767911, IF: 1.147).8.

12、 Changlong Lin, Yiping Li. Study on mission reachability problem for multiple AUVs Based on Object-oriented Petri Net. IEEE International Conference on Cyber Technology in Automation, Control, and Intelligent Systems. IEEE, 2015:1259-1264. (EI)主要知识产权证明目录：授权发明专利：1. 蔡绍滨, 李希, 田鹰, 高振国 , 姚念民. 基于圆形的权重三角形选

13、择方法的循环三边组合测量法. 中国发明专利, 授权专利号: ZL200810064111.32. 蔡绍滨, 潘虹杞 , 姚念民 , 高振国. 一种基于 Beta 信誉系统动态调节的信任值计算方法. 中国发明专利, 授权专利号: ZL201410239309.63. 蔡绍滨，潘虹杞，基于多包解码的无线传感器网络数据重传精简方法；中国发明专利, 授权号: ZL20141040980704. 高振国, 赵蕴龙, 蔡绍滨, 王慧强, 刘彦文, 刘胜. 认知无线电自组织网络报文多播传输方法. 中国发明专利，授权专利号：ZL201010215385.5.5. 王伟, 吕晓永, 李欣, 宋鸿儒, 韩莉莉,

14、赵清, 杨博, 范岳. 一种双敏感模态的微机械陀螺, 中国发明专利， 授权专利号:ZL201310296005.96. 王伟, 王咸鹏, 支红红, 李欣, 马跃华, 黄平, 薛冰. 双基地共址多输入多输出雷达多目标定位方法. 中国发明专利, 授权专利号: ZL201110085093.97. 王伟, 李强 , 徐定杰, 沈锋, 王咸鹏, 刘明凯. 一种基于阵列天线和 GPS/SINS 的联合抗干扰方法. 中国发明专利, 授权专利号:ZL201410047886.58. 魏建仓,王晓鸣,孙秀军,李宁宁,向晔,陈伟. 水下螺旋桨推进装置. 中国发明专利, 授权专利号: ZL201310151268

15、.09. 魏建仓,王书军,张金良,李立成. 一种用于水下的照明灯及应用该照明灯的水下机器人. 中国发明专利, 授权专利号: ZL201610165368.210. 魏建仓,王洪达,徐志才,郑云鹏, 沙冶,杨广泽. 水下滑翔机快速浮力调节装置. 中国发明专利, 授权专利号:ZL201610493450811. 魏建仓,徐志才,王洪达,郑云鹏,沙冶,杨广泽,一种用于轴向浮力泵的自动循环仿真测试装置. 中国发明专利, 授权专利号: ZL2016104878245软件著作权：1. 高振国. 张恺辰. 认知无线网络协作中继通信性能仿真测试系统 V1.0, 登记号: 2013SR138676.2. 高振国

16、, 聂旎, 陈丹杰, 秦科娜. 基于 MSTAR 数据库的目标识别仿真系统 SimTR.登记号: 2016SR314920.授权实用新型专利：1. 魏建仓,王晓鸣,孙秀军,李宁宁,向晔, 陈伟. 水下螺旋桨推进装置. 授权实用新型专利, 授权专利号:ZL201320212431.52. 魏建仓,王书军,张金良,李立成. 一种用于水下的照明灯及应用该照明灯的水下机器人. 授权实用新型专利, 授权专利号:ZL201620223214.X3. 魏建仓,杜欢兴,乔建磊,王书军. 一种用于水下机器人的动力系统及水下机器人. 授权实用新型专利, 授权专利号:ZL201620230882.54. 魏建仓,李

17、立成,付成英,侯明波. 一种用于水下机器人的推进器及水下机器人. 授权实用新型专利, 授权专利号:ZL201620222937.85. 魏建仓. 一种水下机器人电源管理系统. 授权实用新型专利, 授权专利号:ZL201620681328.96. 魏建仓. 用于无人遥控潜水器的电力和通讯数据传输系统 . 授权实用新型专利, 授权专利号:ZL201620681352.27. 魏建仓. 用于水下无人潜水器的分布式管理和调试系统 . 授权实用新型专利, 授权专利号:ZL201620671535.68. 魏建仓. 一种 ROV 调平辅助装置及 ROV. 授权实用新型专利, 授权专利号:ZL2016206

18、71534.1推广应用情况:福建北斗星河通信有限公司、天津深之蓝海洋设备科技有限公司是本项目技术成果转化推广的窗口。我们从 2014 年即开始开展产学研合作。本项目技术成果有效提升了合作公司产品的技术内涵和优势，增强了产品竞争力，实现了科研成果的转化和应用推广，获得了明显的经济效益。本项目技术成果支撑福建北斗星河通信有限公司构建空、天、海、地，全方位、全天候的智慧信息系统，能为智慧城市、智能机器人、智慧海洋、卫星通信等领域提供系统地解决方案，并获得了政府和民众的大力支持与认可，已经与中国航天科工集团、休斯中国、五十四所等单位建立战略合作伙伴关系。2016 年 6 月 4 日，公司产品“互联网

19、AIS”中小渔船防碰撞系统，通过了福建省海洋与渔业厅组织的专家组技术方案论证，评价该系统“中国首创、世界领先” ，具有广阔的市场前景和应用空间，经济和社会效益巨大。本项目技术成果支撑天津深之蓝海洋设备科技有限公司，围绕海洋资源探测和海洋环境监测两大主题，形成了自主水下航行器（AUV） 、水下滑翔机（AUG) 以及缆控水下机器人（ROV ）等小型水下运动载体的相关技术解决方案和产品，为我国海洋资源开发和国家安全提供核心装备保障能力。目前相关产品已应用于救援打捞、潜艇清理维护、海洋工程检测与作业、海洋环境维护与检测、海洋科学调查等领域。水下打捞设备成功应用于2017 年 9 月潘家口水库遇难潜水员尸体打捞、2016 年 12 月四川雅安大渡河坠江车辆打捞、2017 年 2 月湖南郴州 40 米天坑搜寻被害妇女等社会事件，产生了广泛积极的社会影响。