孙明晓

姓名

孙明晓

性别

男

出生年月

1986年1月

导师类别

博导/ 硕导

技术职称

副教授/卓工院副院长/

全国注册一级建造师（机电工程）

任职部门

机器人工程系

卓越工程师学院

E-mail

sunmingxiao@hrbust.edu.cn

电话

18945057818/0451-86392009

教育经历

2006.09-2010.06，哈尔滨工程大学，自动化，学士

2012.09-2013.06，哈尔滨工程大学，控制科学与工程，硕士

2013.09-2018.04，哈尔滨工程大学，控制科学与工程，博士

2021.11-2025.07，哈尔滨理工大学，机械工程流动站，博士后

工作经历

2010.06-2012.09，哈工大博实自动化有限公司电控设计部，电控设计工程师

2018.04-2019.04，哈尔滨理工大学自动化学院电技系，讲师

2019.04-2021.08，哈尔滨理工大学自动化学院机器人工程系，系副主任兼教工党支部书记

2019.06-至今，   哈尔滨理工大学自动化学院，控制科学与工程/控制工程，硕士生导师

2020.09-至今，   哈尔滨理工大学自动化学院机器人工程系，副教授

2021.08-2025.05，哈尔滨理工大学自动化学院机器人工程系，系主任兼教工党支部书记

2023.06-至今，   哈尔滨理工大学 测控技术与通信工程学院，仪器科学与技术，博士生导师

2025.05-至今，   哈尔滨理工大学卓越工程师学院，副院长

研究领域及方向

1. 研究领域（学科）：

[1] 博士研究生：仪器科学与技术

[2] 硕士研究生：控制科学与工程，控制工程，系统科学

2. 主要研究方向：

(1) 无人系统与特种机器人研究：包括自主智能无人系统集群编队、海洋工程机械臂吊载减摆控制、无人系统收放控制与感知决策、基于ROS的多无人系统协同与调度研究、基于视觉/雷达/IMU的无人车/无人机感知规划决策等；

(2) 舰船特辅海工装备研究：包括无人艇/无人潜航器自动驾驶技术、运动控制机理与关键技术、建模与有限元仿真、力学精准检测与直接反馈、多鳍协同与自适应控制、智能控制算法研究与控制系统设计等。

主要包括以下五个分支方向：

[1] 智能运动控制系统理论与应用；

[2] 无人系统/机器人控制算法与规划决策；

[3] 机器视觉感知与控制应用；

[4] 集群无人系统数字孪生技术与应用；

[5] 3D视觉/激光雷达/4D毫米波雷达融合算法与应用。

3. 个人简介

孙明晓，副教授，博士，卓越工程师学院副院长，博导/硕导，全国一级注册建造师、国家基金通讯评议专家、全国研究生教育评估监测专家、中国自动化学会智能探测与控制专委会委员、省自动化学会会员、省优青、省青年创新人才、优秀共产党员、校青年五四奖章以及7家SCI期刊审稿人。研究方向为无人系统/特种机器人感知与检测、运动控制与规划决策、人工智能与视觉应用等。主持国家/省基金、省优青、省优秀青年教师基础研究支持计划、省博后基金、中船集团716研究所/中铁集团、教育部产学合作、省教育厅规划办、省教改等10余项教研项目；以第一/通讯作者发表SCI/EI论文40余篇；以第一发明人授权发明专利30余项，实现成果转化19项，获发明创业创新二等奖。指导研究生32人，人均获2项成果/奖学金/荣誉称号，就职于头部科技公司、院校教职、事业单位技术岗或985高校读博。

科研项目

1. 主持纵向课题

[1] 国家自然科学基金项目：“基于动态升力精准约束阈值的减摇鳍直接反馈与分配优化控制研究51909049”，30万元，2020-2022，负责人；

[2] 黑龙江省自然科学基金-优秀青年项目：“基于跟-接-吊的USV动态规划与自适应决策一体化回收方法研究YQ2024E047”，10万元，2024.12.01-2027.12.01，负责人；

[3] 黑龙江省自然科学基金-联合引导项目：“广义干扰下船用鳍动态力矩变化规律与自适应协同柔顺控制研究LH2020E094”，10万元，2020-2023，负责人；

[4] 黑龙江省优秀青年教师基础研究支持计划-重点项目：“无人艇旋柱减摇机理与运动姿态控制技术研究YQJH2024067”，20万元，2025.1.1-2027.12.31，负责人；

[5] 黑龙江省博士后面上资助项目：“新型旋转式船用减摇装置机理与关键技术研究LBH-Z22197”，10万元，2022-2024，负责人；

[6] 黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划项目：“大型船舶多水翼姿态运动控制与关键技术研究UNPYSCT-2020190”，10万元，2020-2023，负责人；

[7] 教育部产学合作协同育人-实践条件和实践基地建设项目：“机器人工程专业实验室建设与校企协同育人实践研究201902155017”，10万元等值软硬件设备，2020-2021，负责人；

[8] 黑龙江省普通高校基本科研业务费专项资金资助项目：“基于动态升力在线检测的新型减摇鳍控制系统研究与仿真实验验证LGYC2018JC011”，5万元，2019-2021，负责人；

[9] 黑龙江省教育厅规划课题青年专项：“新工科背景下机器人工程专业创新实践中心建设研究GJD1318012”，2万元，2019-2021，负责人；

[10] 教育部产学合作协同育人-新工科项目：“基于“交叉融合+学生中心”的机器人工程专业新工科高层次人才培养模式探索与实践202102658003”，5万元，2021-2023，负责人；

[11] 黑龙江省高等教育教学改革研究项目：“基于产学合作协同育人的机器人工程实践基地建设与运行机制研究与实践SJGY20210391”，5万元，2021-2023，负责人。

2. 主持横向课题

2010-2012年，在哈工大博实公司电控部担任设计工程师期间，为中石油化工股份有限公司荆门分公司、中石化三菱化学聚碳酸酯北京分公司、泰国TPC公司、兰州石化公司、陕西延长石油集团有限责任公司、辽宁华锦股份有限公司等设计化工后处理生产线电控子系统11套，并于黑龙江、内蒙古、山东、辽宁、天津多地现场调试项目5项。

2018年入职哈尔滨理工大学后主持主要横向如下：

[1] 中国船舶集团有限公司第七一六研究所，技术开发（委托）项目：“面向阵型自持的UUV集群任务重构模型开发”，51.65万元，2023.11.05-2023.11.25，负责人；

[2] 黑龙江省生态气象中心，技术开发（委托）项目：“精密仪器仪表电涌抑制保护系统开发2024230001001248”，61.171万元，2024.9.26-2026.9.25，负责人.

[3] 哈尔滨博尼智能技术有限公司，技术开发（委托）项目：“高度自主作业能力的水下保障型机器人控制系统开发2026230001000697”，100万元，2026.01.01-2030.01.01，负责人.

[4] 哈尔滨北国智能机器人有限公司，技术转让（专利权）项目：“一种解决实际升力受限的减摇鳍控制器2024230001001370”，10万元，2024.09.19-2025.09.18，负责人.

[5] 黑龙江省智澄电气自动化工程有限公司，技术转让（专利权）项目：“一种船用减摇鳍的鳍体实时自动避障方法2025230001000621”，10万元，2025.03.19-2027.03.18，负责人.

[6] 深圳立专信息科技有限公司，技术转让（专利权）项目：“一种融合颜色和尺度特征的ORB图像匹配方法2023230001001511”，3万元，2023.08.22-2024.08.22，负责人；

[7] 上海同潼商务咨询中心（有限合伙），技术转让（专利权）项目：“基于改进人工势场法的无人船航速自适应路径规划方法”，3万元，2023.11.07-2024.11.06，负责人；

[8] 上海同潼商务咨询中心（有限合伙），技术转让（专利权）项目：“基于人工势场栅格法的无人潜器三维路径规划方法”，3万元，2023.11.07-2024.11.06，负责人；

[9] 上海同潼商务咨询中心（有限合伙），技术转让（专利权）项目：“一种基于改进人工势场法的无人船路径规划方法”，3万元，2023.11.07-2024.11.06，负责人；

[10] 上海同潼商务咨询中心（有限合伙），技术转让（专利权）项目：“一种水面无人艇动态规划方法”，3万元，2023.11.07-2024.11.06，负责人；

[11] 上海同潼商务咨询中心（有限合伙），技术转让（专利权）项目：“一种水面无人艇轨迹跟踪控制方法”，3万元，2023.11.07-2024.11.06，负责人；

[12] 深圳万知达科技有限公司，技术转让（专利申请权）项目：“一种适用于低线束3D激光雷达的动态障碍物去除方法2024230001000168”，3万元，2024.01.02-2025.01.01，负责人；

[13] 深圳立专信息科技有限公司，技术转让（专利权）项目：“一种考虑绳长时变的船用起重机动力学建模方法2024230002000314”，3万元，2024.03.19-2025.03.18，负责人.

[14] 深圳万知达科技有限公司，技术转让（专利权）项目：“一种考虑方向入口线和辅助标记点的停车位检测方法2024230001000472”，3万元，2024.04.7-2025.04.6，负责人.

[15] 深圳万知达科技有限公司，技术转让（专利权）项目：“一种多障碍物下双向搜索的UUV蚁群路径规划方法”，3万元，2024.04.28-2025.04.27，负责人.

[16] 深圳万知达科技有限公司，技术转让（专利权）项目：“一种多UUV队形切换与编队避障的自适应方法2024230001001044”，3万元，2024.04.28-2025.04.27，负责人.

[17] 合肥净龙环保科技有限公司，技术转让（专利权）项目：“一种基于阻抗控制的船用主动减摆机械臂2024230001000902”，3.06万元，2024.05.15-2025.05.14，负责人.

[18] 合肥净龙环保科技有限公司，技术转让（专利权）项目：“一种改进LQR的船用起重机控制方法2024230001000904”，3.06万元，2024.05.15-2025.05.14，负责人.

[19] 合肥净龙环保科技有限公司，技术转让（专利权）项目：“一种主动控制恒张力的三连杆式船用自抓放机械臂装置2024230001000896”，3.06万元，2024.05.15-2025.05.14，负责人.

[20] 合肥净龙环保科技有限公司，技术转让（专利权）项目：“一种适用于狭窄空间的盾构机换刀机器人路径规划方法2024230001000907”，3.06万元，2024.05.15-2025.05.14，负责人.

[21] 合肥净龙环保科技有限公司，技术转让（专利权）项目：“一种减摇鳍液压伺服模拟实验台的反步自适应控制方法2024230001000982”，3.06万元，2024.07.01-2025.06.30，负责人.

[22] 深圳市立专志远技术转移中心有限公司，技术转让（专利权）项目：“一种考虑透明物体影响的无人车视觉检测方法2026230001000906”，3万元，2025.11.19-2027.11.18，负责人.

代表性科研论文

[1] 第一作者.A dual-offset path planning and dual-observer path tracking control strategy for UUV [J]. Ocean Engineering, 2026, 349, 124138. (中科院1区 TOP)

[2] 第一作者.Analysis of lift-drag characteristics and design of collaborative anti-rolling control system for variable-diameter Magnus rotating roll stabilizer [J]. Ocean Engineering, 2025, 324, 120713. (中科院1区 TOP)

[3] 第一作者. The path planning algorithm for UUV based on the fusion of grid obstacles of artificial potential field [J]. Ocean Engineering, 2024, 306, 118043. (中科院1区 TOP)

[4] 第一作者. Lift analysis and anti-rolling control system design of Magnus rotating roll stabilizer at full speed range [J]. Ocean Engineering, 2023, 290, 116331. (中科院1区 TOP)

[5] 第一作者. An Anti-Rolling Control Method of Rudder Fin System Based on ADRC Decoupling and DDPG Parameter Adjustment [J]. Ocean Engineering, 2023, 278, 114306. (中科院1区 TOP)

[6] 第一作者. USV Compliant Obstacle Avoidance Based on Dynamic Two Ship Domains [J]. Ocean Engineering, 2022, 262, 112257. (中科院1区 TOP)

[7] 第一作者. RBF Neural Network Compensation-Based Adaptive Control for Lift-Feedback System of Ship Fin Stabilizers to Improve Anti-Rolling Effect [J]. Ocean Engineering, 2018, 163(1), 307-321. (中科院1区 TOP)

[8] 第一作者Pose-guided YOLO-CED: A two-stage framework for robust SMD-PCB defect detection in mobile manipulators [J]. Neural Networks, 2026, 203: 109136. (中科院2区TOP)

[9] 第一作者. A Novel Control System of Ship Fin Stabilizer Using Force Sensor to Measure Dynamic Lift[J]. IEEE Access, 2018, 6, 60513-60531. (JCR 1区)

[10] 第一作者. Swing reduction control of ship crane based on rope length change [J]. Arabian Journal for Science and Engineering, 2023, 48: 15597-15608. (JCR2区)

[11] 第一作者. LQR Pendulation Reduction Control of Ship-Mounted Crane Based on Improved Grey Wolf Optimization Algorithm [J]. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 2023, 24(3): 395-407. (JCR 2区)

[12] 第一作者. Rudder/Fin Joint Control System Based on Improved MPC and Disturbance Observation [J]. Transactions of the Institute of Measurement and Control, 2023, 45(16): 3198-3210. (JCR 3区)

[13] 第一作者. Nonlinear control of shipboard cranes: pendulation reduction via adaptive sliding mode approach [J]. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 2025, 47: 174. (JCR4区)

[14] 第一作者. A novel artificial potential field approach considering angular acceleration constraint [J]. International Journal of Robotics & Automation, 2024, 39(1): 24-30. (JCR4区)

[15] 第一作者. Cooperative obstacle avoidance control of fin stabiliser based on adaptive RBF neural network [J]. International Journal of Robotics & Automation, 2024, 39(6): 1-9. (JCR4区)

[16] 通讯作者. Adaptive error-constrained tracking and collision avoidance of UUVs in complex environments [J]. Ocean Engineering, 2025, 344, 123741. (中科院1区 TOP)

[17] 通讯作者. UUV two-phase formation and priority avoidance control considering steering amplitude limitation [J]. Ocean Engineering, 2024, 312, 119130. (中科院1区 TOP)

[18] 通讯作者. Double-mode robust model predictive control of ship dynamic positioning system based on event-triggered mechanism [J]. Ocean Engineering, 2023, 286, 115536. (中科院1区 TOP)

[19] 通讯作者. A Novel T-S Fuzzy Robust Control for Part Transportation of Aircraft Carrier Considering Transportation Time and Stochastic Demand[J]. Aerospace Science and Technology, 119, 107096, 2021. (中科院1区 TOP)

[20] 通讯作者. Multiobject Tracking Algorithm with Adaptive Noise Calculation and Information Fusion in Crowded Environments [J]. IEEE Sensors Journal, 2024, 24(17): 27666-27676. (中科院2区)

[21] 通讯作者. Evaluation for Sortie Generation Capacity of the Carrier Aircraft Based on the Variable Structure RBF Neural Network with the Fast Learning Rate[J]. Complexity, 2018, 1-19. (JCR 1区)

[22] 通讯作者. Hierarchical anti-rolling control method of USV rotating cylinder stabilizers in complex seas based on MPC dynamic allocation and adaptive weight reconfiguration[J]. Ships and Offshore Structures, 2026, Early Access. (JCR 2区)

[23] 通讯作者. Anti-swing control for davit systems based on force/position hybrid compliant impedance[J]. Ships and Offshore Structures, 2025, Early Access. (JCR 2区)

[24] 通讯作者. Trajectory tracking control of underactuated unmanned underwater vehicle without speeds measurement[J]. Transactions of the Institute of Measurement and Control, 2024, Early Access. (JCR 3区)

[25] 通讯作者. Layout Method for Aircraft on the Flight Deck of Carrier Using No-Fit Polygon[J]. International Journal of Robotics and Automation, 2020, 35(2), 1-10. (JCR 3区)

[26] 第一作者. 融合碰撞脱困机制与动态高斯采样的机械臂路径规划算法[J]. 仪器仪表学报, 2026, 47(03): 314-322. (EI检索，卓越期刊)

[27] 第一作者.基于局部地图复杂度动态势场引导的无人船路径规划算法[J]. 仪器仪表学报, 2025, 46(08): 17-25. (EI检索，卓越期刊)

[28] 第一作者. 动态环境下基于深度图的无人车激光SLAM算法[J]. 仪器仪表学报, 2025, 46(03): 101-109. (EI检索，卓越期刊)

[29] 第一作者.基于欧拉-伯努利刚度矩阵的减摇鳍轴升力检测分析[J]. 船舶力学, 2018, 8, 944-954. (EI检索)

[30] 通讯作者. 融合纹理感知与自适应特征的视觉SLAM算法[J].仪器仪表学报, 2026, 47(02): 334-342. (EI检索，卓越期刊)

[31] 通讯作者. 融合曲率拟合运动预测的无人车3D激光高程约束SLAM方法[J].仪器仪表学报, 2026, 47(03): 34-42. (EI检索，卓越期刊)

[32] 通讯作者. 融合颜色不变量与多尺度特征的ORB充电桩定位算法研究[J]. 仪器仪表学报, 2025, 46(06): 361-369. (EI检索，卓越期刊)

[33] 通讯作者.高动态环境下的傅里叶梅林变换视觉SLAM算法[J]. 仪器仪表学报, 2023, 44(7): 242-251. (EI检索，卓越期刊)

[34] 通讯作者.基于动态变采样区域RRT的无人车路径规划[J]. 控制与决策, 2023, 38(6): 1721-1729. (EI检索，卓越期刊)

代表性专利、专著

[1] 第一发明人. 一种解决实际升力受限的减摇鳍控制器. 专利号：ZL201810455464.X.

[2] 第一发明人. 一种减摇鳍液压伺服模拟实验台的反步自适应控制方法. 专利号：ZL201910347969.9.

[3] 第一发明人. 一种船用减摇鳍的鳍体实时自动避障方法. 专利号：ZL202011283962.4.

[4] 第一发明人. 一种主动控制恒张力的三连杆式船用自抓放机械臂装置. 专利号：ZL202011243396.4.

[5] 第一发明人. 一种基于阻抗控制的船用主动减摆机械臂. 专利号：ZL202110311537.X.

[6] 第一发明人. 一种基于改进人工势场法的无人船路径规划方法. 专利号：ZL202110408405.9.

[7] 第一发明人. 一种水面无人艇动态规划方法. 专利号：ZL202110751457.6.

[8] 第一发明人. 一种船用舵鳍联合减摇控制系统. 专利号：ZL202110755037.5.

[9] 第一发明人. 一种改进LQR的船用起重机控制方法. 专利号：ZL202110773970.5.

[10] 第一发明人. 一种船用Magnus减摇装置粗糙度优化系统. 专利号：ZL202110862922.3.

[11] 第一发明人. 一种考虑绳长变化的船用吊艇系统减摆控制方法. 专利号：ZL202110890976.0.

[12] 第一发明人. 一种考虑尾涡影响的减摇鳍升力耦合系数计算方法. 专利号：ZL202110923981.7.

[13] 第一发明人. 一种基于流固耦合的船用鳍主动柔顺控制方法. 专利号：ZL202111212870.1.

[14] 第一发明人. 一种考虑绳长时变的船用起重机建模方法. 专利号：ZL202111132904.6.

[15] 第一发明人. 一种基于自适应滑模变结构的船用起重机减摆控制方法. 专利号：ZL202111577126.1.

[16] 第一发明人. 一种升沉补偿的三自由度船载稳定平台. 专利号：ZL202210622957.4.

[17] 第一发明人. 一种基于微元法的船用减摇旋柱实时升力仿真平台. 专利号：ZL202211115771.6.

[18] 第一发明人. 一种舵鳍系统的预测自抗扰减摇控制方法. 专利号：ZL202210621013.5.

[19] 第一发明人. 一种船用减摇鳍有效投影面积的计算方法. 专利号：ZL202110787810.6.

[20] 第一发明人. 基于改进人工势场法的无人船航速自适应路径规划方法. 专利号：ZL202210543801.7.

[21] 第一发明人. 一种水面无人艇轨迹跟踪控制方法. 专利号：ZL202210189745.1.

[22] 第一发明人. 一种融合颜色和尺度特征的ORB图像匹配方法. 专利号：ZL202210957903.3.

[23] 第一发明人. 基于人工势场栅格法的无人潜器三维路径规划方法. 专利号：ZL202210957889.7.

[24] 第一发明人. 一种具有减摇功能的无人艇收放装置. 专利号：ZL202210957887.8.

[25] 第一发明人. 一种适用于低线束3D激光雷达的动态障碍物去除方法. 专利号：ZL202423000100016.8.

[26] 第一发明人. 一种多UUV队形切换与编队避障的自适应方法. 专利号：ZL202310946057.X.

[27] 第一发明人. 一种多障碍物下双向搜索的UUV蚁群路径规划方法. 专利号：ZL202311228563.1.

[28] 第一发明人. 一种考虑方向入口线和辅助标记点的停车位检测方法. 专利号：ZL202311174928.7.

[29] 第一发明人. 一种适用于狭窄空间的盾构机换刀机器人路径规划方法. 专利号：ZL202311049941.X.

[30] 第一发明人. 一种考虑杆长杆间约束的船载栈桥前馈模糊控制方法. 专利号：ZL202311198590.9.

[31] 第一发明人. 一种适用于低线束3D激光雷达的动态障碍物去除方法. 专利号：ZL202310678823.9.

[32] 第一发明人. 一种多约束优化的UUV粒子群三维路径规划方法. 专利号：ZL202311868668.3.

[33] 第一发明人. 一种自适应参数调整的UUV粒子群三维路径规划方法. 专利号：ZL202410902565.2.

[34] 第一发明人. 一种考虑透明物体影响的无人车视觉检测方法. 专利号：ZL202411154232.2.

[35] 第一发明人. 一种适用于海洋移动观测平台的旋柱协同稳定控制系统. 专利号：ZL202410304593.4.

[36] 第一发明人. 一种盾构机内不均匀光照下的刀盘图像检测校正方法. 专利号：ZL202410380926.1.

[37] 第一发明人. 一种基于自适应权重的无人船视觉图像局部去模糊方法. 专利号：ZL202411327593.2.

[38] 第一发明人. 一种解决动态残影的激光SLAM方法. 专利号：ZL202311242697.9.

教学科研获奖

[1] 2024.07跨域异构无人集群系统多维度运动控制与协同决策关键技术及应用，中国发明协会发明创业创新奖二等奖，排名第一。

[2] 2025.01需求牵引·多源融汇·协同联动：地方院校本研贯通人才培养模式探索与实践，黑龙江高等教育教学成果奖二等奖，排名第六。

社会、学会及学术兼职

中国自动化学会智能探测与控制专委会委员、黑龙江省自动化学会会员、ISIS系统评议专家、全国研究生教育评估监测专家库专家；担任Ocean Engineering、IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems、Ships and Offshore Structures、Journal of Marine Science and Technology、IEEE Access、International Journal of Control Automation and Systems、Asian Journal of Control、ICMA、ICNC-FSKD、CCC等SCI/EI学术论文审稿人。

荣誉奖励

2019.11  理工英才青年教师计划

2020.10  黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才

2021.10  哈尔滨理工大学优秀共产党员

2023.09  哈尔滨理工大学科研育人先进个人

2024.12  黑龙江省省优青获得者

2025.05  哈尔滨理工大学青年五四奖章