指导教师长期从事水下装备设计研究，近五年所承担的项目列表如下：

中核集团领创科研项目 主持承担

核动力UUV关键技术研究

中国大洋矿产资源研究开发协会十三五研究课题 主持承担

万米级无人遥控潜水器系统-海龙11000恢复及海试

国家重点研发计划 副总设计师

全海深无人潜水器(ARV)研制

1. 指导教师熟悉本项目研究背景、研究内容和研究方法

2. 指导教师拥有相应理论与实施编程计算的基础与经验。

3. 指导教师会定期组织会议研讨项目进展，对研究过程中出现的困难与问题进行答疑。

4. 指导教师支持团队成员之间的分工合作，鼓励合作精神，会对项目进行充足的经费配套。

水下作业是遥控潜水器（Remotely Operated Vehicle, ROV）的主要应用场景之一。目前ROV的水下作业主要采用主从机械臂控制方案，操作人员通过观察水下摄像头获取的画面，借助控制主臂来实现水下从臂的运动控制。该方案下，操作人员对水下信息的获取能力有限，同时对于机械臂的控制依赖手动操作，控制精度有限，这些情况限制了水下作业精度和效率的提升。

数字孪生方法是通过建立ROV作业系统的实时仿真环境，将真实的作业场景借助虚拟环境进行展示。操作人员能通过虚拟环境的模拟来了解真实的作业情况，同时借助对虚拟环境中机械臂的控制来进行作业任务。在基于数字孪生方法进行水下作业任务时，数字孪生系统能够基于多个传感器对真实的作业环境进行建模，操作人员能够从多个角度观察理解作业场景，并且获取例如坐标、姿态等场景数据，而后能够为机械臂运动进行规划，通过程序命令较为精确地控制机械臂的运动，实现更高精度与更高效率的水下作业。除此之外，作业场景建模与机械臂被控数据样本能够作为经验数据保留，一方面能够用于操作人员的培训，另一方面在自主作业的机器学习模型训练中也能发挥作用。

本项目基于Nvidia Isaac Sim仿真平台，对于水下液压机械臂进行运动学与动力学建模，设计机械臂末端运动的控制方案，同时基于光学摄像头实现场景建模，构建机械臂作业的仿真模拟实验平台，最后通过与ROS的桥接实现真实机械臂的控制。课题预计实现一套满足要求的机械臂作业仿真实验平台与真实作业的数字孪生系统，并通过机械臂控制实验验证该系统的有效性。