水下机器人，机器人视觉，机器人集成应用与智能制造

面向国家“海洋强国” 和“制造强国” 战略需求，长期从事机器人视觉与自主作业研究。在水下机器人方面，提出了水下自扫描结构光视觉系统设计、水下机器人运动中稠密重建、水下机器人未知环境导航与建图、水下管道自主巡检等方法，并研制了水下机器人系统进行了多次湖试及海上试验；在装配机器人方面，提出了高反光目标三维重建、狭窄空间旋拧装置设计、力位融合的柔性装配控制等方法，并研制了具有自主知识产权的靶标维护机器人系统，在FAST现场进行了作业应用验证；在焊接机器人方面，提出了编码结构光传感器的设计与标定、微细焊缝初始点导引与跟踪、焊缝特征点准确提取、焊接机器人三维路径规划、复杂空间曲线焊缝实时跟踪与姿态优化等方法，并研发了具有自主知识产权的焊缝识别与跟踪系统，在机器人焊接生产线上得到批量应用。相关报道如下：

http://guoqing.china.com.cn/2024-06/07/content_117241220.htm

https://www.caa.org.cn/article/198/3727.html

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1772488712659580289&wfr=spider&for=pc

常年招聘实习生1-2人，研究内容为水下机器人感知与控制。欢迎自动化、计算机、机电一体化等相关专业的学生加入课题组，学生应具有良好的数理基础、编程能力和沟通表达能力。实验室将为你提供良好的科研平台和待遇，本科生可优先保研。

如感兴趣请与我联系。

接收简历邮箱：junfeng.fan@ia.ac.cn

2021-04~现在,     中国科学院自动化研究所, 副研究员

2019-07~2021-03,中国科学院自动化研究所, 助理研究员

2014-09~2019-06, 中国科学院自动化研究所, 工学博士

2010-09~2014-06,             北京理工大学,         工学学士

[1] 创新特区某领域专家组办公室成员

[2] 中国科学院青年创新促进会北京分会会长

[3] 中国自动化学会机器人专委会委员

[4] 中国自动化学会混合智能专委会委员

[5] 中国人工智能学会智能服务专委会委员

[6] 中国人工智能学会认知系统与信息处理专委会委员

[7] 中国图像图形学会视觉检测专委会委员

[8] 中国指挥与控制学会无人系统专委会委员

[9] 中国指挥与控制学会青年工作委员会委员

[10] 中国计算机学会智能机器人专委会委员

[11] 中国自动化学会高级会员

[12] 中国图像图形学会高级会员

[13] IEEE高级会员

[14] TIE、TII、TASE、TMECH、TSMCS、TIM、TIV等Top期刊审稿人

以第一作者或通讯作者发表SCI期刊论文20余篇，其中IEEE汇刊16篇

[1] Structured light vision 3D reconstruction system for different media considering refraction: Design, modeling and calibration[J]. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2024, 29(3): 1997-2008. (SCI, JCR: Q1, Top期刊, IF:6.4) (第1作者)

[2] Underwater robot self-localization method using tightly coupled events, images, inertial and acoustic fusion [J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics,  doi: 10.1109/TIE.2024.3476931. (SCI, JCR: Q1, Top期刊, IF:7.7) (第1作者)

[3] Seam feature point acquisition based on efficient convolution operator and particle filter in GMAW[J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2021, 17(2): 1220-1230. (SCI, JCR: Q1, Top期刊, IF:12.3) (第1作者)

[4] An initial point alignment and seam-tracking system for narrow weld [J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2020, 16(2): 877-886. (SCI, JCR: Q1, Top期刊, IF: 12.3)(第1作者)

[5] Development, calibration and image processing of underwater structured light vision system: A Survey[J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2023, 72: 1-18. (SCI, JCR: Q1, IF:5.6) (第1作者)

[6] Structured light vision based pipeline tracking and 3D reconstruction method for underwater vehicle[J]. IEEE Transactions on Intelligent Vehicles, 2024, 9(2): 3372-3383.(SCI, JCR: Q1, IF:8.2) (第1作者) 

[7] High Dynamic Range Structured Light 3-D Measurement Based on Region Adaptive Fringe Brightness[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics,  2024, 71(7): 8080-8090. (SCI, JCR: Q1, Top期刊, IF:7.7) (通讯作者)

[8] An Efficient High Dynamic Range Structured Light 3D Measurement System Based on Adaptive Brightness Control Network[J]. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, doi: 10.1109/TMECH.2024.3455377. (SCI, JCR: Q1, Top期刊, IF:6.4) (通讯作者)

[9] Hybrid-VINS: Underwater Tightly-Coupled Hybrid Visual Inertial Dense SLAM for AUV[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics,  doi: 10.1109/TIE.2024.3440515. (SCI, JCR: Q1, Top期刊, IF:7.7) (通讯作者)

[10] Structured Light-Based Underwater Collision-Free Navigation and Dense Mapping System for Refined Exploration in Unknown Dark Environments[J]. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, doi:10.1109/TSMC.2024.3370917. (SCI, JCR: Q1, Top期刊, IF:8.7)  (通讯作者)

[11] Water-MBSL: Underwater Movable Binocular Structured Light-based High-precision Dense Reconstruction Framework[J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2024, 20(4): 6142-6154. (SCI, JCR: Q1, Top期刊, IF:12.3) (通讯作者)

[12] An efficient and robust complex weld seam feature point extraction method for seam tracking and posture adjustment[J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2023, 19(11): 10704-10715. (SCI, JCR: Q1, Top期刊, IF:12.3) (通讯作者)

[13] From Model to Reality: A Robust Framework for Automatic Generation of Welding Paths[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics,  doi: 10.1109/TIE.2024.3395792. (SCI, JCR: Q1, Top期刊, IF:7.7) (通讯作者)

[14] Binocular Structured Light 3D Reconstruction System for Low-Light Underwater Environments: Design, Modeling and Laser-Based Calibration[J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2023, 72: 1-14. (SCI, JCR: Q1, IF:5.6) (通讯作者)

[15] A fast and robust seam tracking method for space circular weld based on laser visual sensor[J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2021, 70: 1-11. (SCI, JCR: Q1, IF:5.6) (通讯作者)

[16] An underwater structured light vision calibration method considering unknown refractive index based on Aquila Optimizer[J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2023, 72: 1-12. (SCI, JCR: Q1, IF:5.6) (通讯作者)

[17] APTMRS: Autonomous Prism Target Maintenance Robotic System for FAST[J]. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, doi: 10.1109/TASE.2024.3406772. (SCI, JCR: Q1, Top期刊, IF:5.6) (共同通讯)

[18] Artificial Lateral Line Sensor for Robotic Fish Speed Measurement Based on Surface Flow Field Detection and Turbulence Noise Suppression[J]. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering​, doi: 10.1109/TASE.2024.3413776. (SCI, JCR: Q1, Top期刊, IF:5.6) (共同通讯)

[19] Toward Propulsive Performance Evaluation of a Robotic Tuna Based on the Damping-Elastic Composite Mechanism[J]. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2024, 29(3): 1809-1819 . (SCI, JCR: Q1, Top期刊, IF:6.4) (共同通讯)

[19]  A precise seam tracking method for narrow butt seams based on structured light vision sensor[J]. Optics and Laser Technology, 2019, 109(1): 616-626. (SCI, JCR: Q1, IF: 5) (第1作者)

[20]  WeldNet: A deep learning based method for weld seam type identification and initial point guidance[J]. Expert Systems With Applications, 2024, 238: 121700. (SCI, JCR: Q1, IF: 8.5) (共同通讯)

[21] Automatic 3D Seam Extraction Method for Welding Robot Based on Monocular Structured Light [J]. IEEE sensors Journal, 2021, 21(14): 16359-16370. (SCI, JCR: Q1, IF: 4.3)(通讯作者)

[22] A precise calibration method for the underwater binocular camera with unknown refractive index [J]. IEEE sensors Journal, 2023, 23(2): 1565-1574. (SCI, JCR: Q1, IF: 4.3) (通讯作者)

[23] Automatic recognition system of welding seam type based on SVM method [J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2017, 92(1-4): 989-999. (SCI, IF:3.4) (第1作者) 

[24] Automatic Detection and Location of Weld Beads With Deep Convolutional Neural Networks [J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2020, 70: 1-12. (SCI, JCR: Q1, IF:5.6) (共同1作)

[25] Efficient and accurate start point guiding and seam tracking method for curve weld based on structure light [J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2021, 70: 1-10. (SCI, JCR: Q1, IF:5.6) (共同1作)

[26] Image Denoising of Seam Images with Deep Learning for Laser Vision Seam Tracking [J]. IEEE Sensors Journal, 2022, 22(6): 6098-6107. (SCI, JCR: Q1, IF: 4.3) (共同1作)

[27] Image segmentation of cabin assembly scene based on improved RGB-D Mask R-CNN [J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2022, 71: 1-12.(SCI, JCR: Q1, IF:5.6) (第2作者)

[28] A Review on State-of-the-Art Power Line Inspection Techniques[J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2020, 69(12):9350-9365. (SCI, JCR: Q1, IF:5.6) (第2作者)

[29] An efficient calibration method of line structured light vision sensor in robotic eye-in-hand system[J]. IEEE Sensors Journal, 2020, 20(11): 6200-6208. (SCI, JCR: Q1, IF: 4.3)  (第2作者)

[30] A Robotic End-Effector for Screwing and Unscrewing Bolts from the Side[J]. IEEE Robotics and Automation Letters, 2022, 7(4): 9786-9793. (SCI, JCR: Q1, IF: 5.2)  (第2作者)

[31] A pose estimation system based on deep neural network and ICP registration for robotic spray painting application[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2019, 104(1-4): 285-299. (SCI, IF: 3.4) (第2作者)

授权国家发明专利20余项，代表性专利如下：

[1] 发明专利：用于水下机器人的智能浮标及其系统，授权专利号：ZL202010495298.3.（第1作者）

[2] 发明专利：一种三维焊缝提取方法及系统，授权专利号：ZL202111207176.0（第1作者）

[3] 发明专利：一种水下焊接质量的控制方法及装置，授权专利号：ZL202111330941.8（第1作者）

[4] 发明专利：基于激光结构光的焊缝跟踪视觉传感器，授权专利号：ZL201710269244.3.（导师第1，本人第2作者）

[5] 发明专利：基于激光结构光焊缝初始点导引装置及方法，授权专利号：ZL201711335667.7.（导师第1，本人第2作者）

[6] 发明专利：基于多连杆的仿生机器鱼尾机构，授权专利号：ZL202010843537.X.（第2作者）

[7] 发明专利：用于大口径射电望远镜天文跟踪模式的轨迹规划方法，授权专利号：ZL201910478437.9（第2作者）

[8] 发明专利：大口径射电望远镜运动中扫描模式轨迹规划方法及系统，授权专利号：ZL202110239175.8（第2作者）

[9] 发明专利：用于大口径射电望远镜的容错位姿分配方法及系统，授权专利号：ZL202310070113.8（第2作者）

[10] 发明专利：索牵引并联机构实验装置，授权专利号：ZL202011103381.8（第2作者）

[11] 发明专利：焊缝特征点提取方法、装置、电子设备与存储介质，授权专利号：ZL202110858508.5（第2作者）

[12] 发明专利：一种仿生鱼尾推进器，授权专利号：ZL202110680206.3（第3作者）

[13] 发明专利：仿生侧线传感器，授权专利号：ZL202210158335.0（第3作者）

[14] 发明专利：基于仿生机器鱼的仿生波动控制方法及系统，授权专利号：ZL202110949208.8（第3作者）

[15] 发明专利：智能墙面抹灰机器人，授权专利号：ZL201610217606.X（第3作者）

[16] 发明专利：一种舱段装配平台及舱段装配方法，授权专利号：ZL201910873285.2（第3作者）

[17] 发明专利：复杂空间曲线焊缝的焊接位姿调整方法及装置，授权专利号：ZL202111056501.8（第3作者）

[18] 发明专利：空间环形焊缝示教与焊缝跟踪方法、系统及设备，授权专利号：ZL202110949261.8（第3作者）

[19] 发明专利：水下机器人仿鱼推进机构，授权专利号：ZL202010448447.0（第4作者）

[20] 发明专利：靶标螺栓锁付装置和靶标螺栓自动锁付系统，授权专利号：ZL202011285431.9（第4作者）

[1] 中国科协青年人才托举工程项目（人才类资助），2022-01至2024-12，45万元，项目负责人。

[2] 国家自然科学基金-面上项目，基于多源信息融合的水下焊接机器人三维感知与自主作业方法研究，2024-01至2027-12，50万元，项目负责人。

[3] 国家自然科学基金-青年科学基金项目，基于视觉的水下焊接机器人焊缝提取与智能控制研究，2021-01至2023-12，30万元，项目负责人。

[4] 国家重点研发计划“智能机器人”重点专项，基于多模态融合感知的移动机器人双臂自主作业，800万元，子课题负责人。

[5] 中国科学院-特聘骨干岗位（人才类资助），水下机器人环境感知与自主作业，2023-01至2027-12，150万元，项目负责人。

[6] 中国科学院青年创新促进会会员资助项目（人才类资助），基于结构光视觉的水下环境精细化三维感知，2022-01至2025-12，80万元，项目负责人。

[7] 中国科学院特别研究助理项目（人才类资助），仿生滑翔机器海豚水下环境感知与智能跟踪控制，2019-07至2021-07，80万元，项目负责人。

[8] 预研基金项目，基于声光图像信息的水下航行器目标识别与定位，2022-01至2023-12，20万元，项目负责人。

[9] 国家商用飞机制造工程技术研究中心创新基金，基于双目视觉的机器人末端法向找正技术研究，2022-07至2024-06，50万元，项目负责人

[10] 山东能源集团委托项目，结构光视觉传感器研制，2020-06至2021-12,105万元，项目负责人。

[11] 仿生滑翔机器海豚重点项目，2018-07至2025-12，9470万元，项目骨干。

[12] 国家自然科学基金重点项目，水下仿生机器人系统集群协同环境感知与作业规划，2021-01至2024-12，301万元，项目骨干。

[13] 国家自然科学联合基金重点项目，基于多机器人协调的大型舱段轴孔精密装配控制方法，2019-01至2022-12，302万元，项目骨干。

[14] 科技部重点研发计划课题，反射面激光靶标维护机器人，2020-01至2022-12，350万元，项目骨干。

[1] 2021 年，入选第七届中国科协青年人才托举工程项目（全国每年约400个）

[2] 2022 年，入选中国科学院青年创新促进会会员（全院每年约400个）

[3] 2020 年，入选中国科学院首批特别研究助理人才计划

[4] 2022 年，入选中国科学院首批特聘研究骨干

[5] 2024 年，中国科学院自动化研究所优秀共产党员

[1] 马云开，2019级普博生，硕士毕业于哈尔滨工业大学（与景奉水研究员联合指导）,博士毕业后留所工作 

[2] 付一宸，2021级直博生，本科毕业于哈尔滨工业大学，免试保送到自动化所，入选中科院自动化所直博实验班（与景奉水研究员联合指导）

[3] 欧亚明，2021级直博生，本科毕业于东南大学，免试保送到自动化所，入选中科院自动化所直博实验班（与周超研究员联合指导）

[4] 刘笑言，2024级硕士生，本科毕业于山东大学，免试保送到自动化所