欧洲杯

1.个人简介

曹凯，男，工学博士，副教授，硕士生导师，陕西省自主系统与智能控制国际研究中心副主任，陕西省自动化学会智能机器人专委会委员，中国自动化学会会员，中国指挥与控制学会会员，担任IEEE Robotics and Automation Letters, ISA Transactions, Mechatronics, International Journal of Advanced Robotic Systems, Intelligent Service Robotics and Journal of Intelligent Robotic Systems等多个国际期刊的审稿人。

办公地点：西安工业大学未央校区教5楼202办公室

电子邮箱：[email protected]

通信地址：陕西省西安市未央区学府中路2号

2.教育背景

2026.01至2027.01：西苏格兰大学，计算机工程和物理科学欧洲杯 ，访问学者

2017.09至2023.09：西安工业大学，机电工程欧洲杯 ，博士

2020.01至2021.01：加州大学默塞德分校，工程欧洲杯 ，访问学者

2008.09至2009.12：曼彻斯特大学，电气与电子工程欧洲杯 ，硕士

2003.09至2007.07：陕西科技大学，电气与电子工程欧洲杯 ，学士

3. 学科领域、研究方向领域

Ø 学科领域：

控制理论与控制工程；智能传感与物联网；自主智能无人系统；机器人导航与控制；电子信息；控制工程；人工智能；智能检测技术。

Ø 研究方向：

多机器人协同控制

机器人集群控制

移动传感器网络

机器人智能巡检

多智能体系统

机电一体化

4.主持或参加的科研项目

[1]国家外国专家项目，“基于分数阶智能优化的煤化工厂多机器人巡检技术研究”，2025.01-2026.12，主持。

[2]陕西省科技厅重点研发计划项目，“面向污染源搜索的多机器人编队控制关键技术研究”，2022.01-2023.12，主持。

[3]教育部重点实验室开放基金课题项目，“机器人多模态智能巡检方法研究”，2023.12-2024.12，主持。

[4]陕西省科技厅国际科技合作项目，“基于移动机器人集群技术的危险源搜索”，2019.01-2020.12，主持。

[5]陕西省科技厅工业攻关项目，“基于机载视觉的四旋翼无人飞行器位姿控制研究”，2016.01-2017.12，主持。

[6]西安工业大学校长基金项目，“基于阈值分割法的四旋翼机器人位姿控制的研究”，2016.01-2017.12，主持。

[7]陕西省教育厅科研计划项目，“异源干扰下多无人机系统分布式容错控制关键技术研究”，2025.02-2026.12，参与。

[8]陕西省三秦人才特支计划，“自主系统智能感知与协同优化”，2024.03-2027.03，参与。

[9]陕西省重点产业创新链项目，“多复合机械臂协作智能采摘机器人”，2023.01-2025.12，参与。

[10]陕西省技术创新引导专项重点项目，“面向危化品储罐区的多机器人地-空协同巡检关键技术研究”，2022.02-2024.12，参与。

[11]国家重点研发计划项目，“激光谐振腔背向散射测量及光学稳频控制关键技术研究”，2022.11-2024.12，参与。

[12]陕西省科技厅重点研发计划项目，“煤矿井下救援机器人自主导航关键技术研究”，2022.01-2023.12，参与。

[13]陕西省科技厅国际科技合作项目，“基于RCL的水下机器人三维航迹跟踪控制的研究”，2018.01-2019.12。参与。

[14]陕西省科技厅重点研发计划项目，“复杂环境下无人机集群自主协同目标探测与跟踪”，2019.01-2020.12，参与。

[15]国家重点研发计划项目，“太阳能增透与并网逆变关键技术”，2016.12-2019.11，参与。

5. 代表论著、专著、教材与学术论文

[1]Kai Cao, Chaobo Chen, Song Gao and Yangquan Chen. Robotie Swarming Controlvia Voronoi Tessellations: Foundations and Applications[M]. CRC Press, 110千字, 2026.

[2]曹凯,陈阳泉,魏云博,刘志,陈超波,高嵩.基于变分稀疏高斯过程的多机器人协同感知与围捕[J].自动化学报,2025,51(4):778-791. (DOI: 10.16383/j.aas.c240406)

[3]曹凯,陈阳泉,魏云博,高嵩,阎坤,丁羽菲. 不确定环境下多机器人协同区域搜索与覆盖方法[J].北京航空航天大学学报, 2024,1-13. (DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2024.0379)

[4]曹凯,陈阳泉,李康,陈超波,阎坤,刘伟超. 基于动态密度引导的多机器人编队队形变换方法[J].上海交通大学学报, 2024,58(11):1783-1797. (DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.209)

[5] Kai Cao, Yunbo Wei, Yangquan Chen, Song Gao, Kun Yan and Shibo Yang. Multi-robot area coverage and source localization method based on sparse Gaussian process[J]. Robotica, 2025:1-21. (DOI: 10.1017/S0263574725000050)

[6] Kai Cao, Yangquan Chen, Song Gao, Manying Cheng. CVT Based Swarming Techniques Convex and Non-convex Cases[J]. International Journal of Advanced Robotic Systems. 2024. (DOI：10.117717298806241276734)

[7] Kai Cao, Yangquan Chen, Song Gao, Kun Yan, Jiahao Zhang and Di An. Omni-directional capture for multi-drones based on 3D-Voronoi tessellations[J]. Drones, 2023, 7(7), 458. (DOI: 10.3390/drones7070458)

[8] Kai Cao, Yangquan Chen, Song Gao, Haixin Dang, Di An. Distributed weighted coverage algorithm for multi-robot systems in non-convex environments[J]. Applied Sciences, 2023, 13(14), 8530. (DOI: 10.3390/app13148530)

[9] Kai Cao, Yangquan Chen, Haixin Dang, Song Gao, Kun Yan. Multi-robot coverage system based on health optimization management algorithm. 2021 5th Chinese Conference on Swarm Intelligence and Cooperative Control (CCSICC), Shenzhen, China, 26-27 Feb. 2022; pp. 902-911. (DOI: 10.1007/978-981-19-3998-3_86)

[10] Kai Cao, Jiahao Zhang, Yangquan Chen, Song Gao, Shanshan Lang and Yunbo Wei, Voronoi Coverage Based on Improved Artificial Potential Field, 2022 International Conference on Mechanical and Electronics Engineering (ICMEE), Xi'an, China, 2022, pp. 114-121. (DOI: 10.1109/ICMEE56406.2022.10093383)

[11] Kai Cao, Haixin Dang, Chaobo Chen, Song Gao. Real-time path planning algorithm based on ROS mobile robot. 2021 International Conference on Autonomous Unmanned Systems (ICAUS). Changsha, China, 24-26 September 2022; pp.1902-1912. (DOI: 10.1007/978-981-16-9492-9_188)

[12] Kai Cao, Qian Cheng, Song Gao, Yangquan Chen, Chaobo Chen. Improved PRM for Path Planning in Narrow Passages. 2019 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA). Tianjing, China, 04-07 August 2019; pp. 45-50. (DOI: 10.1109/icma.2019.8816425)

[13] Kai Cao, Xuemeng Yang, Song Gao, Chaobo Chen, Xiaoru Song. Visual Odometry Based on 3D-3D and 3D-2D Motion Estimation Method. 2018 Chinese Automation Congress (CAC). Xi’an, China, 30 Nov.-02 Dec.2018; pp.3643-3648. (DOI: 10.1009/CAC.2018.8623237)

[14] Kai Cao, Jiajia Gao, Song Gao, Chaobo Chen. Application of Back-stepping Method on Innovative Indoor Quadrotor Test Platform. 2018 15th International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision (ICARCV). Singapore, 18-21 November 2018; pp.1902-1912. (DOI: 10.1109/ICARCV.2018.8581388)

[15]曹凯,陈阳泉,高嵩,党海鑫,张嘉豪.基于健康管理的多机器人覆盖控制[J].传感技术学报, 2022, 35(07): 902-912. (DOI: 10.3969/j.issn.1004-1699.2022.07.006)

[16]曹凯,陈阳泉,高嵩,高佳佳.涡流人工势场引导下的RRT*移动机器人路径规划[J].计算机科学与探索, 2021, 15(04): 723-732. (DOI: 10.3778/j.issn.1673-9418.2004037)

[17]曹凯,杨雪梦,姚敏茹,马天力,张航.基于混合运动估计方法的视觉里程计[J].计算机工程与应用, 2019, 55(05): 175-180+202. (DOI: 10.3778/j.issn.1002-8331.1808-0078)

6. 授权/受理发明专利（实用新型、软著）

[1]一种基于多机器人编队的空气污染源预警定位方法. 发明专利号：ZL202210679725.2

[2]微型太阳热能汲水泵. 发明专利号：ZL201510587504.2

[3]便携式果蔬成球机. 发明专利号：ZL201510787541.8

[4]软体减震自行车. 发明专利号：ZL201310065610.5

[5]污染物浓度分布预测拟合可视化软件V1.0, 软件著作权登记号：2025SR0633267

[6]多无人机编队控制源定位软件V1.0, 软件著作权登记号：2024SR0842790

[7]巡检小车目标识别跟踪系统控制软件V1.0, 软件著作权登记号：2024SR0843573

[8]多特征动态加权目标跟随小车控制软件V1.0, 软件著作权登记号：2021SR0131495

[9]基于传感器网络的光源定位系统V1.0, 软件著作权登记号：2020SR0911574

[10]多传感器信息采集平台V1.0, 软件著作权登记号：2019SR0445643

[11]一种多旋翼飞行器的飞行姿态分析平台. 实用新型专利号：ZL201820201469.5

[12]基于TCP服务器的移动机器人数据采集控制平台软件V1.0, 登记号：2018SR946432

[13]四旋翼飞行器位姿控制软件V1.0, 软件著作权登记号：2017SR638641

7.指导学科竞赛获奖

[1]“智港双巡--地空协同LNG储运港口监测系统”中国国际大学生创新大赛-高教主赛道，研究生组，省级铜奖，2025，1/5

[2]“基于多模态感知与智能巡检联动技术-面向危化安全生产的智慧管控系统”，中国国际大学生创新大赛-产业命题赛道，研究生组，省级银奖，2025，1/5

[3]“空陆智探--多机器人空地协同监测系统引领者”，中国国际大学生创新大赛-高教主赛道，本科生组，省级银奖，2024，1/5

[4]“基于多源采集+巡查联动应用的危化安全生产智慧平台”，中国国际大学生创新大赛-产业命题赛道，研究生组，2024，省级铜奖，1/5

[5]“基于深度学习的自习室座位监控系统”，第十四届中国研究生电子设计竞赛，西北赛区三等奖，2019，1/2