二级学科校重点建设学科——海洋信息与控制工程
一、学科带头人情况
本学科的学科带头人徐本连教授，其研究领域为多传感器信息融合，多目标跟踪技术，智能计算，机器人智能控制等。近年来主持国家自然科学基金2项，江苏省自然科学基金项目、江苏省产学研联合创新资金计划（前瞻性联合研究面上项目）、江苏省教育厅基金项目各一项。以第一作者在国内外学术期刊上发表学术论文近30篇，其中SCI检索14篇，EI收录20余篇。在国内外，首次提出了将蚂蚁的智能行为应用于多传感器数据融合领域，开发了蚂蚁估计器，实现了目标的跟踪，并将这一成果正应用于生命科学中的多细胞自动跟踪领域。
二、本学科基本情况
海洋信息与控制工程学科组目前拥有教授3人，副高6人，博士学位6人，是一支富有朝气的研发和创新团队。过去3年，依托我校海洋工程技术中心，先后获得包括国家自然科学基金、省自然科学基金、省产学研前瞻性研究项目等7个，企业横向项目达8项，总项目经费300多万，经济效益2亿多元；发表学术论文47篇，其中被 SCI/EI/ISTP检索或收录24篇，发明专利4个。本学科直接面向并服务于我校自动化(国家特色专业建设点)、测控技术与仪器、计算机科学与技术三个本科专业，承载着大电类人才培养模式改革重任，同时肩负着江苏海洋开发、地方区域经济社会发展的责任。
三、主要研究方向
1、海洋信息融合技术与智能控制
针对海洋工程领域对信息获取高可靠性、实时性等要求，将图像处理技术、信息融合技术、智能控制技术、群智能技术相结合，实现信息可靠提取，直接为海洋生态监测、海洋生物的培育服务。该学科方向研究基础，三年来，承担了多项国家级、省级、市厅级项目先后6项，在信息融合、图像处理、智能计算等领域积累了丰富的经验。
★ 该方向主要项目介绍：
1） 细胞跟踪
在过去的几十年里，生物成像技术的迅速发展为人类的健康提供了坚实的技术保证，如用荧光蛋白粉对所感兴趣的细胞内的结构进行标记并跟踪，从形成的细胞“生命”历史纪录中获取细胞的速度、加速度和强度变化等信息，从而有助于细胞迁徙和细胞趋向性等相关细胞生物学的研究，而这些研究在生物学、药理学和病理学方面都有着十分重要的学术价值和应用前景。本项目把信息科学中的多目标跟踪技术应用到生命科学中的多细胞跟踪领域，通过系统、全面地研究白细胞的约束条件，建立较为准确的细胞运动模型，在随机有限集(RFS)基础上，研究若干种基于随机性（如PHD方法）的细胞自动跟踪技术，从而实现在噪声、杂波、细胞覆盖等诸多不确定因素条件下的多细胞实时持续跟踪。
2） 群智能技术与目标跟踪
多目标定位与跟踪问题广泛应用于军用、民用领域。在军用领域，需要对敌方的飞机、潜艇等移动目标进行准确定位与跟踪，实现对方意图的分析与判断,进而做出正确决策；在民用领域，如机场、交通十字路口、大型商场、灾害现场等场合，需要对多目标进行定位与跟踪，以保证公共场合的安全和人员搜救及时。本项目拟把群智能技术应用于信息融合领域中的多目标定位与跟踪问题。从蚁群动力学行为建模着手，研究一种自适应、鲁棒的多目标定位与跟踪蚂蚁估计器，从而实现弱测量条件下的多目标定位与跟踪问题。该项目的研究成果可应用于视频图像跟踪、机器同步定位与地图构建，重大灾害的搜救机器人研制等。
★ 该方向主要成果：
1）论文：
◆ Benlian Xu, Huigang Xu, Jihong Zhu, Ant Clustering PHD Filter for Multiple-Target Tracking. Applied Soft Computing, 11(1), 1074-1086 (2011) Elsevier Science.
◆ Benlian Xu, Huigang Xu, Jihong Zhu, Qinglan Chen，Ants with Three Primary Colors for Track Initiation，Expert Systems with Applications, 38(8), 9809-9820 (2011), Elsevier
Science.
◆ Benlian Xu, Jihong Zhu, Huigang Xu, An ant stochastic decision based particle filter and its convergence. Signal Processing, 90(9), 2731-2748(2010) Elsevier Science.
2）专利：
◆ 一种基于无线传感器网络的矿井监控管理设备, 2009 2 0043829.4
◆ 一种基于多元线性回归的矿井定位系统及其定位方法 200910264854.X
3）项目：
◆ “基于蚂蚁智能搜索行为的多细胞自动跟踪及其应用研究(61273312)” 国家自然科学基金, 2012；
◆ “基于智能化蚁群混合行为的数据关联技术研究(60804068)” 国家自然科学基金, 2008；
◆ “随机有限集在白细胞运动分析中的应用研究(BK2010261)” 江苏省自然科学基金, 2010；
◆ “海洋浮标广域通讯网络关键技术研究(BY2010126)” 江苏省科技厅, 产学研前瞻性面上项目, 2010；
◆ “蚁群算法在多目标定位与跟踪中的应用研究(07KJB510001)” 江苏省教育厅，2007。
2、海洋多媒体分析与广域网监控；
本方向将图形图像技术、网络通信技术应用于海洋监管领域，研究海洋监管领域中一些共性问题，涉及的应用领域包括多媒体图形图像处理、计算机网络体系结构与通信、嵌入式系统、工业自动化应用控制等。其研究成果可以应用于海洋维权、海洋生态环境监测等，可以加强对近海环境的调查和监测，提高数据处理和数据产品服务能力。近三年来，该学科方向承担了多项国家级、省级、市厅级项目先后4项，与知名公司签订横向项目5项，国内外期刊上发表学术论文10多篇，获得发明专利4项，出版教材2部。
1) 图像分析与模式识别
目前，常规的安防监控系统大都使用红外探测器、震动探测器、智能视频识别监控报警系统、摄像机监控系统/嵌入式网络监控系统，但是这些系统都存在一定的局限性。
本项目采用一种嵌入式数字图像模式识别远程监控系统，该系统利用嵌入式计算机技术和图像模式识别技术，采用多路摄像头从各个角度对管辖区域内进行连续24小时不间断监控，自动对环境可能出现的各种异常情况进行判断。当出现异常情况时立即通过e-mail把图片发送到指定的邮件服务器上，并立即以彩信的方式发送到指定手机上，使得即使在千里之外的管理者也能及时了解所发生的异常情况，以便迅速果断地采取最合理的处理方法。而且嵌入式图像模式识别远程报警系统对环境没有特殊要求，体积小、隐蔽性强、安装使用简便。目前此系统已经移植到目前的3G通讯平台，系统更快捷灵活。
2) 广域网数据采集与监控系统
本项目构建一种基于3G和VHF的自组织广域通讯网络结构，建立一个具有自组织的网络拓扑结构，以最小成本来扩大网络覆盖范围。是一种节点通讯负荷均匀，通讯能力互补，采用多跳的，智能化的广域监测网络通讯体系。具有点对点自动选频、调制解调和数据纠错的VHF通讯设备的软硬件系统集成和开发，具有自组织功能的网络拓扑结构的设计，即该网络结构具有智能性、健壮性，实现数据高效正确传输。该研究成果可以广泛地推广应用到地域空旷、环境恶劣、人烟稀少的数据采集与监控领域，如海洋、湖泊、石油天然气输送、气候与环境、农林等区域广阔的数据监控领域。
◆ Wang, Xiaoying, Chen, Yingge. A kind of object level measuring method based on image processing[C]. Lecture Notes in Computer Science, 2011, 6729, 317-326.
◆ Wan, Neng, Tang, Jun, Li, Qing-man, Song, Li-rong. The responses of Microcystis to sediment environments and the assessment for its overwintering--a simulation study in a novel device [J], FRESENIUS ENVIRONMENTAL BULLETIN, 2008, 17 (12B):2146-2151.
◆ Lu H. F.; Jiang B.; Shen Z. G, Comparative leaf anatomy, FTIR discrimination and biogeographical analysis of Camellia section Tuberculata (Theaceae) with a discussion of its taxonomic treatments[J]. Plant Systematic and Evolution, 2008, 27(3): 223-235.
◆ 嵌入式数字图像模式识别远程监控系统, 200820130001.3
◆ 图像分析实时检测轴瓦振动的方法,200810243338.4
◆ 一种物体位置检测装置及其检测方法,200910026345.3
◆ 一种木料密度快速测量仪,201020570438.0
◆ “基于无线传感器网络的矿井环境及安全监测系统（SG0704）”; 苏州市科技项目(工业攻关), 2008, 主持人；
◆ “引水对浅水湖泊浮游生物群落变动的影响--以常熟尚湖为例”; 国家其它部委项目 2010，主持人；
◆ “外源引水对尚湖水环境的影响及生态安全评价”，2010，主持人；
◆ “营养受控条件下水华蓝藻种群演替研究 ”， 国家科技重大专项 2010 ，主持人；
3、海洋新能源利用与控制。
针对海洋能源装备领域对能源的优化利用、新能源开发、能源转化效率、节电设备的开发等，将电力电子技术、现代逆变技术、风光电海洋能发电技术、现场总线技术、智能电网相结合，实现海洋资源的利用和海洋能源装备的开发。多年来，承担了多项省级、市厅级项目先后4项，同时，与地方企业开展全方位、深层次的产学研合作，承接项目10多项。积累了丰富的理论和实践工程经验，锻炼了一支高素质的“双师型”教师队伍。
1) 大功率高效环保逆变电源
在电源技术领域中，逆变技术是一种高效节能环保技术，逆变技术的发展对传统的电工理论、谐波治理技术、高频磁技术、变频技术、逆变技术在电力系统中的应用提出了许多新的课题，随着功率电子器件的不断成熟和现代控制技术的应用，使得现代逆变技术和现代高频开关电源技术得到了迅速发展，主要特征体现是大功率、高效率、高频、小型化、智能化和绿色环保。
本项目将电力电子领域中的现代逆变技术和先进控制理论应用到大功率高效环保逆变电源中，通过对大功率逆变器中谐波重复控制技术、三相四线制控制算法优化、输出变压器偏磁研究，从而有效改善了系统的高频谐波、输出波形的畸变和直流偏磁等问题。
2) 海洋浮标和水下滑翔器供电系统
从20世纪60年代以来，人类对矿物资源、能源的需求量不断增加，开始大规模地向海洋索取财富。随着科学技术的进步，对海洋资源及其环境的认识有了进一步的提高，海洋工程技术也有了很大发展，海洋开发进入到新的发展阶段。海洋的开发对海洋的探测提出了更高的要求，尤其在远海和海下探测设备上的供电系统已成为制约海洋探测的瓶颈。
本项目针对海洋浮标和水下滑翔器的能源供给，研究并开发了长效不间断供电系统。系统由高效光伏组件板、高储能型磷酸铁锂电池和电源管理系统组成，运用最大功率跟踪技术、同步整流技术和充放电保护技术，有效提高系统的储能效率，长时效供电能力。
1) 论文：
◆ 顾启民等，一种基于dqo变换改进的电流检测新方法，电力系统保护与控制，2010.38（23）
◆ 顾启民等，基于Z源逆变方式的多功能三相测试源，低压电气，2010.6（22）
◆ 顾启民等，基于dsPIC的LLC串联谐振DC/DC变换器研究，电力电子技术，2010.44（4）
◆ 钟黎萍等，磁场畸变对高频信号注入法估计转子位置的影响，微特电机，2010．9（33）
◆ 钟黎萍等，基于虚拟作用时间变换的N电平逆变器参考电压矢量合成方法，电工电能新技术，2011.4（26）
◆ 基于饱和磁链模型的永磁电机转子极性鉴别，电机与控制应用，2009.11（12）
2) 专利：
◆ 一种基于谐振方式的低压大电流谐波发生器 ZL 2009 1 0026130.1
◆ 补偿式大电流发生装置 ZL 2009 1 0025242.1
◆ 隔离型阵列式电压信号源 ZL 2010 2 0138281.4
◆ 补偿式大电流发生装置专利号：ZL 2009 2 0036634.7
3) 项目：
◆ “浮标供电系统产业化应用示范”, 国家海洋局东海分局 2012.6
◆ “海洋浮标光伏锂电池供电系统关键技术研究”, 国家海洋局东海分局 2010.12
◆ “三相逆变电源DSP控制器研制企业合作项目”, 2009.11
◆ “CW系列智能控制器通信检测技术研究”, 企业合作项目 2010.9
◆ “1000W开关电源研制”, 企业合作项目2008.6
