人物介绍
薛超,男,汉族,1999年7月出生于安徽合肥,中共党员,哈尔滨工程大学智能科学与工程学院2023级博士研究生,师从黄玉龙教授,现任哈尔滨工程大学第五届党员代表大会党代表。2017年本科考入哈尔滨工程大学陈赓班,2023年以硕博连读第一成绩至智能科学与工程学院攻读博士学位,博士学位课成绩93.5分(控制科学与工程专业排名第二)。
聚焦于集群导航与智能信息融合方向,深度参研国自然企业联合基金重点项目等项目5项。主持哈尔滨工程大学首届博士研究生校长创新基金。以第一作者/学生一作在IEEE顶级汇刊(IEEE TAES、IEEE TSP、IEEE TASE等)发表学术论文5篇。曾获国家奖学金、创新创业先进个人、自强标兵等各级荣誉二十余项。
薛超出生于安徽合肥。父亲因为工地意外去世,家里仅靠母亲一人打零工维持生计。母亲长期患有偏头痛,却仍坚持工作养家糊口。家庭的困境让薛超更加坚定了通过学习改变命运的决心。2017年,薛超考入了以“三海一核”特色闻名的哈尔滨工程大学,成为了第十期陈赓班学子。在本科生新生入学的第一课上,校长的开场让他印象深刻、铭记在心,他说,“你们是哈军工自创立以来的第59期学员,你们身上传承是哈军工的红色血脉。”自此,薛超开始追寻并深入了解哈军工的光辉历史,哈军工的优良传统也在深深影响着他,为他打上了奋斗拼搏的烙印。
薛超被陈赓班录取
薛超本科期间和导师参加中国自动化大会
薛超本科期间就对科研产生了浓厚的兴趣,师从导师黄玉龙教授从事集群导航与智能信息融合理论研究。薛超积极跟随导师参加各种学术会议,了解领域前沿发展。在导师的指导下,薛超本科期间就将自己所学的变分贝叶斯理论应用到多机器人系统参数协同估计,提出一种全新的集群参数协同估计算法,提高了多机器人系统定位精度和可靠性,该成果发表于国际顶级期刊《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》,并获得了哈尔滨工程大学优秀本科生毕业设计。自此,薛超踏上了探索求学的道路,迄今为止,薛超已经以第一作者/学生一作在IEEE顶级汇刊(IEEE TAES、IEEE TSP、IEEE TASE等)发表学术论文5篇,获得了国家奖学金、省三好学生、创新创业先进个人、自强标兵等荣誉。
薛超所获各类荣誉与奖项
博士期间,薛超聚焦于智能信息融合理论及其在多智能体集群导航定位应用,深度参与团队科研项目,并从中提炼关键科学问题。多年来,凭借从项目中提炼的关键问题和笃行致知迸发的科研想法,薛超已经取得多项原创成果,代表性成果如下:
(1)提出了量测方差阵协同自适应估计算法,首次在分布式框架下实现了传感器噪声统计参数的在线估计。
无人系统从单体作业转变成集群作业已成为大趋势,高精度的集群导航是集群作业的先决条件和重要保障。然而,受到环境时变、运载体机动影响,集群配备传感器测量噪声统计特性发生变化。尽管对于单体,时变噪声统计参数估计已较为成熟,但集群导航中参数之间的耦合性、参数与状态之间的耦合性使得噪声统计参数估计面临新的挑战。如何在分布式框架下实现噪声参数的协同自适应估计,是一个理论难题。针对该问题,薛超将变分贝叶斯理论应用到分布式估计框架,提出了全新的噪声参数分布式协同估计算法。该成果发表于仪器领域Top期刊《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》,首次实现了噪声参数在集群导航系统中的分布式在线估计,将传统算法位姿估计精度提升将近60%,并且大幅提升了导航一致性,为运载体可靠工作提供了保障。相关成果受到IEEE Fellow杨光红教授等知名学者的多次引用和高度认可。
位姿估计精度及一致性
所发表论文部分施引文献
(2)提出了椭球分布切换建模鲁棒滤波算法,实现了对时变干扰的高效抑制。
在目标跟踪、组合导航应用中,传感器经常会出现未知的干扰,导致测量数据不可靠,影响滤波精度与可靠性。更加棘手的是,这种干扰通常随着时间、空间的改变而发生改变,难以建模和检测。针对该问题,薛超提出了一种新型干扰建模方法,通过将干扰假定建模为一系列椭球分布族,以此表征不同大小和类型的野值干扰,并利用交互多模型对分布进行在线选择,提高了滤波器对于非平稳干扰的鲁棒性,相关成果发表于信号处理领域Top期刊《IEEE Transactions on Signal Processing》,受到加拿大工程院院士、IEEE Fellow黄彪教授等知名学者的引用和高度认可。
估计精度与建模干扰切换效果
所发表论文部分施引文献
(3)提出了高精度自适应多状态约束卡尔曼滤波器,提升视觉惯性里程计在时变环境下的定位精度和可靠性。
视觉惯性里程计是一种结合视觉传感器和惯性测量单元数据进行运动状态估计的方法。它利用视觉信息进行环境特征的提取与匹配,同时通过惯性测量数据弥补视觉在快速运动或光照条件变化下的不稳定性,在无人物流、自动驾驶等领域应用广泛。但是,当工作环境处于光照变化或弱纹理区域时,视觉惯性的测量噪声统计特性也会发生变化,这会导致依赖预先参数标定的视觉惯性里程计定位性能退化甚至发散,严重影响智能体工作安全性。为了解决这一问题,薛超深入探索并发现了传感器噪声各向同性的性质,提出了一种状态/噪声参数联合建模方法,实现了视觉传感器噪声参数在线重标定,相关成果以第一作者发表于导航领域Top期刊《IEEE TAES》。该成果在与标准算法几乎计算量相当的情况下(约1.05倍),将位姿估计精度提升了约30%,并大幅提升了视觉惯性里程计的估计一致性。
时变参数跟踪效果、一致性对比、位姿估计精度对比
在科研之余,薛超积极参与前沿学术汇报,促进学术思想碰撞,获得包括中国自动化学会博士学术交流会最佳报告奖(蝉联)在内的多项学术奖励。
薛超获得的多项学术奖励
2023年9月7日,习近平总书记在视察哈尔滨工程大学期间,勉励青年学子要树牢科技报国志,刻苦学习钻研,勇攀科学高峰。薛超作为优秀学生代表获得总书记亲切接见,并接受新华社专访。近距离感受总书记的谆谆教诲,更加坚定了他勇攀高峰、科技报国的理想信念和决心。
薛超获得习近平总书记亲切接见,并接受新华社专访
三、年规划发展方向
“纵使前路艰辛,亦需砥砺奋进”。人生的旅途难免充满挫折与坎坷,但在追逐梦想的过程中,无论遇到多少挑战,都应保持热情与坚定信念。每一次坚持,都是向成功迈进的重要一步。愿学弟学妹们勇敢面对未知,脚踏实地,谱写属于自己的辉煌篇章,在推进强国建设、民族复兴伟业中绽放青春光彩。
编辑:曹 俊
责编:鲁丹丹
审核:苏 屹