2022-10-27
各学院（部）：
为更好开展新工科毕设项目，提升项目质量和水平，“海陆空智能无人系统安全巡查平台”新工科毕业设计项目现面向全校教师和毕业班学生进行招募。现将有关事项通知如下。
一、项目背景
无人车、无人机、无人船等智能无人系统，是全球各国高度重视的技术方向，海陆空协同是多个应用领域急需的核心技术。天津大学新校区校园面积较大，其安全保卫和环境卫生是学校后勤和保卫部门的头等大事，不仅需要大量的人力物力，而且还难以实现全天候保障。
本项目于2021年和2022年已经组建了两期毕设团队，12个学院的近30余老师和50余名学生，围绕编队控制、信息协同、目标识别、调度优化、能源优化和项目管理等6个方向，开展了两期毕设工作，针对关键问题探索了解决方案和技术思路，形成了一批基础算法模块。
项目平台目前已经具备5辆全地形车、10架无人机和3条无人艇以及无人驾驶的基础控制平台和远程监控软件平台。
本项目第三期重点关注海陆空协同值班巡查能力，可演示以下五大功能：1.无人车群、无人船群、无人机群联合编队行驶；2.沿着新校区的河道和核心道路圈，进行周期性的安全值班巡查；3.实现沿途500米半径范围的视觉搜索覆盖；4.具备水面、地面和楼顶可疑物识别锁定能力（正确率80%以上）。5.远程监控中心实现全值班巡查场景可视化和调度优化。
二、选题方向及任务
项目拟设六个研究方向：编队控制技术、信息协同技术、目标识别技术、调度与可视化技术、能源协同优化技术和项目管理与市场拓展策略。其中编队控制技术，负责研究开发无人车/船/机群编队行驶控制算法与软件；信息协同技术，研发基于无人车/船/机群的水、陆、空信息收集与通信软件；目标识别技术，水面、地面和楼顶可疑目标识别、锁定与追踪算法与软硬件；调度与可视化技术，设计巡查路径规划与调度软件，以及巡查过程可视化软件；能源协同优化技术，设计能源协同方案，以及集群能源优化算法与软件。项目管理与市场拓展策略，开展项目管理方法、进程调度、成本分析、质量分析。每个方向设4-6个研究任务。每个研究方向拟设4-6名指导教师岗位。每个研究任务拟安排1名学生。
研究方向和任务设置如下：
1.编队控制技术
领域：无人车、无人船、无人机群 编队行驶
任务：通过调控每辆无人车、无人船、无人机的行驶速度和位置，实现无人车、无人船、无人机保持相对稳定的间距纵向行驶，也可以集群实现无人车与无人机，无人船与无人机之间保持相对稳定的间距编队行驶。
2.信息协同技术
领域：无人车、无人船、无人机群 信息收集与传送
任务：采用4G、5G或WIFI无线传送方式，将无人车、无人船、无人飞机上的视觉相机、组合惯导、激光雷达、毫米波雷达等传感系统，设计信息综合采集与管理系统，将信息传送到中央监控中心。设计远程监控中心软件，实现无人车/无人机/无人船之间的信息共享，支撑海陆空编队运行和远程调度。针对无人车/无人船，设计高性价比音频探测、采集与识别系统，使无人车/无人船具备“听觉”，通过声音探测可疑目标。
3.目标识别技术
领域：视觉相机、激光雷达、红外探测、目标识别与跟踪
任务：针对无人车/无人船载相机给出的图像，设计图像处理模块，识别和跟踪可疑人员、垃圾、燃烧冒烟与火苗，给出具体位置信息。针对无人车/无人船载激光雷达系统给出的点云图，设计图像处理模块，识别和跟踪水面可疑的静态目标和动态目标，给出目标类别和具体位置信息。设计无人车/无人船载红外探测系统，设计图像处理模块，识别和跟踪水面/地面可疑目标，给出目标类别和具体位置信息。
4.调度与可视化技术
领域：路径规划算法、动态调度算法、过程可视化及交互软件设计
任务：根据无人车/无人船/无人机的行驶能力和可行驶路径，设计路径规划算法与软件，为由5辆全地形车、5条无人船和10架无人机组成的集群规划行驶路径，是集群用尽可能短的时间覆盖搜索尽可能广的区域。设计动态调度算法，使无人车/无人船/无人机集群能够在最短时间内将探测能力覆盖到突发事件区域。设计无人集群巡查过程可视化及人机交互软件，将集群探测到的信息在中央监控中心大屏幕上实时显示，并可通过鼠标键盘等输入设备，让管理人员方便给出巡查路径。
5.能源协同优化技术
领域：能源优化方案算法、交互充电方案
任务：设计无人车/无人船节能行驶控制算法与软件，在实现循迹控制的同时，车辆和船的能耗最低。设计无人车/无人船/无人机集群能源综合优化仿真程序，为路径调度和节能行驶节能提供方案。设计无人车/无人船/无人机进行充电的方案与装置，实现集群运行过程中各节点能源优化调度，拓展运行里程范围。
6.项目管理与市场拓展策略
领域：管理体系、成本优化模型、发展模型、融资战略
任务：研究建立项目管理体系、考评机制方法和管理制度，提出进程调度新机制。研究建立结束交流与接口机制，以及知识收集和共享机制，建立相应的管理平台。研究建立各技术模块的系统集成模型，经济性分析模型，提出成本控制策略。研究建立智能无人系统技术影响力评估模型，提出影响力提升策略。针对智能无人系统的特殊性，提出本项目品牌建设策略，建立融资方案与产品市场推广策略。
三、指导教师和学生可选毕设课题
毕设课题如下表所示，指导教师和学生可根据自己的兴趣选择相应的毕设课题。指导教师请扫描填写指导教师报名小程序报名，学生报名请扫描填写学生报名小程序报名，时间截止到11月30号。
表 指导教师和学生可选毕设课题
四、报名方式
指导教师报名：
学生报名：
联系人：徐华，13752154680
海陆空智能无人系统安全巡查平台
2022年10月26日