科创研究院2018暑期科研营：机器人无人机智能算法应用（智能算法及其在机器人无人机中的应用）

项目简介

机器人、无人机、人工智能方向属于当今乃至整个21世纪最热门的先导前沿研究领域。本项目旨在通过理论与实践相结合的方式，系统、全面地介绍机器人、无人机、人工智能的研究应用前沿，学习各种智能算法在机器人无人机导航、控制、决策中的应用，如先进PID控制、互补滤波、卡尔曼滤波、遗传算法、粒子群优化算法、深度强化学习等，增强实际动手编程能力、培养创新思维和团队协作能力，为进一步学习专业课以及毕业后从事专业工作打下必要的基础。

项目进行过程中，会以分组的方式布置多个homework，如短时间内系统调研一个新的研究领域并做团队presentation、设计机器人的PID控制系统、基于TensorFlow的深度强化学习应用实现等。项目最终的大作业是“四旋翼无人机的控制系统设计和仿真”，将所有的知识点串联起来，并通过teamwork的方式完成和展示交流。项目结束后，导师会根据学生表现，出具推荐信。

项目内容

项目内容（按时间顺序）大致介绍如下：

Ø 通过音视频全面地介绍当今国内外机器人、无人机、人工智能在各领域的代表性研究成果，以期建立一个感性的认识；

Ø 讲解机器人、无人机的动力学原理、坐标系与坐标变换，并教会学员使用MATLAB/Simulink进行仿真研究，学会编写S-函数搭建仿真模型，培养学员具体问题抽象化以及编写、调试、分析仿真平台的能力；

Ø 讲解自动控制原理基本知识，指导学员学习基本和各种改进型PID控制器的设计和参数调试，并基于PID算法搭建四旋翼无人机的控制系统；

Ø 讲解遗传算法（GA）、粒子群优化（PSO）等优化算法的使用，并进行函数寻优、无人机路径规划、控制参数优化等应用；

Ø 讲解最新的深度学习（DL）和强化学习（RL）相关的算法设计，并利用TensorFlow搭建自己的深度强化学习平台；

Ø 学习机器人、无人机中的智能导航算法设计，教会学员设计DCM等姿态解算方法和卡尔曼滤波（KF）等信号滤波算法。

师资背景

任职教师为中科院知名研究所副研究员，主要研究方向为先进机器人与无人机系统设计、智能机器视觉系统、SLAM等，近几年主持国家和省部级课题近10项，申请及授权发明专利10项，以第一作者及通讯作者身份发表论文近20篇，其中包括IEEE Transactions on Cybernetics、IEEE Transactions on Image Processing等顶级期刊论文。长期担任IEEE Transactions on Cybernetics、IET Control Theory & Applications、Asian Journal of Control等国际高水平期刊的审稿人。

招生对象及要求

大二以上优秀本科生及部分优秀高中生，计划申请自动化、机械、电子、计算机等相关专业，为了让学生可以更好的完成科研项目，项目组会以笔试和面试的形式对学生进行筛选。

行程安排

时间：8月10日-8月16日

备注：实际行程安排顺序可能会根据特定原因进行调整