——记北京理工大学宇航学院王佳楠
　　
宋 洁

　　
　　
　　从1783年蒙哥尔费发明热气球到1903年莱特兄弟发明第一架飞机，人们从未停止过对飞行的探索。近年来，随着科技的发展，飞行器控制技术的应用方向也更加高端。无论是从事军事任务还是载人航天，飞行技术已经成为一个国家科技水平和综合国力的重要体现。因此，一代代科学家埋头苦干，为提升综合国力而不懈奋斗。北京理工大学宇航学院王佳楠就是众多奉献者之一。
　　
脚踏实地求学
　　王佳楠做事缜密，凡事喜欢从长远考虑，因此行事有种水到渠成的自然。本科时，王佳楠就读于北京交通大学电气工程及自动化专业，后来保研到北京理工大学，开启飞行器控制研究生涯。硕士在读期间，他逐渐认清领域发展局限——“国内的研究水平与国外还有较大差距，尤其原始创新能力不足，多数研究处于跟跑状态，很难做出重大成果。”基于此，在硕士第二年，他果断决定出国，并开始为此做准备。经过两年的不懈努力，他最后以全额奖学金获得者的身份，赶赴美国密西西比州立大学攻读博士学位。
　　在博士入学的第一次组会上，王佳楠的博士生导师给了3个研究方向供他选择。在仔细分析后他发现，研究中两个为传统控制方向，另一个为创新方向。对于一个渴望培养创新能力的青年学者来说，毫无疑问，他选择了后者。
　　学校也没有辜负王佳楠的期待。在攻读航空工程博士期间，老师对课程讲授以及创新能力的培养非常重视。值得一提的是，国外课程时间与国内相差不大，然而内容极其丰富，作业形式也很多样，每个作业都需要花费很长时间才能完成，而且都是非常综合的设计类题目，这对于学生的科研创新能力是很好的锻炼。王佳楠也没有辜负难得的学习机会，在读博期间，他认真备课，全心投入研究，对于作业从不马虎，虽然有时候遇到难题时解决过程会比较坎坷，但他从来都超额完成，不浪费任何一次能力锻炼的机会。身在国外，有时候难免会碰到很多大大小小的烦恼，但他一概置之不理，只是一边适应环境，一边全身心学习。有道是，天道酬勤。在无数个全力以赴的日夜后，王佳楠收到了汗水浇灌出的花朵。他兴奋地说，“我本人有一项研究，就是在以前的一次作业基础上，做了进一步完善，最终完成了一篇领域顶级期刊的论文。”
　　从了解飞行器的概念到在顶级期刊发表论文，王佳楠在科研道路上实现了从0到1的飞跃。
　　博士毕业前一年，因为不满足于自己的研究经历，毕业后，王佳楠又开始了两段博士后研究生涯。在美国中佛罗里达大学电子工程学院，王佳楠主要开展非线性系统的协同控制研究及拓展其在智能电网中的应用。工作期间，他发表期刊论文2篇，会议论文2篇，并逐步认识到协同控制的潜在应用潜力；在英国曼彻斯特大学，他又开展鲁棒协同控制研究，为飞行器集群系统添加对于扰动及模型不确定的镇定能力。期间他发表控制理论顶级期刊IEEE Transactions on Automatic Control及Automatica两篇，进一步加强自身的理论研究水平。至此，通过多年的学习和探索，王佳楠已经完成了全部的科研积淀。从未经风雨的小树到独当一面的参天大树，王佳楠走了整整9年。
　　
耐心刻苦研发
　　回国后，王佳楠选择回到北京理工大学继续开展飞行器控制相关教学和科研工作。之后，他在科研的道路上一路狂奔。先是掌握了旋翼无人机集群及固定翼无人机集群相关关键技术，而后又在此技术基础之上，进一步拓展导弹相关协同探测与制导技术研究，不断输出学科实力，为国防及民事领域做贡献。
　　王佳楠的研究主要从多飞行器集群系统协同控制理论及应用层面开展：多飞行器集群系统协同控制理论方向兴起于21世纪初，当前处于国际热点前沿，主要研究多架无人机联网组成的集群系统相关控制问题，通过与通信、计算机领域的交叉来拓展控制理论的范畴；而多飞行器集群系统应用研究是通过理论算法实现群体协同行为，从而更高效地完成协同定位、编队飞行及同步打击等具体任务，来弥补单体系统覆盖面积、探测精度等方面的不足。
　　为了进行全面细致的研究，王佳楠获得了军民领域多个国家级项目支持，大体可分为两类：以理论研究为主的项目，包括国家自然科学基金重点、面上、青年项目等，主要研究多飞行器协同控制算法设计、稳定性证明、最优、鲁棒特性保证等内容，实现多飞行器系统飞得“稳”、看得“全”；以应用研究为主的项目，包括军口预研项目、技术领域基金等，主要研究一致性滤波算法、时空约束下的协同制导算法设计等内容，实现多飞行器系统看得“准”、打得“狠”。
　　那如何才能实现多飞行器系统“看得全”呢？
　　为弥补无人机系统的局限，王佳楠及团队开展了多无人机智能自主监控系统面上项目研究。沿着多无人机智能自主监控系统中的编队控制和图像拼接两条主线开展深入交叉研究，通过对旋翼无人机建模研究，探索旋翼无人机分布式高精度编队控制算法及自主避障，揭示多无人机系统群体智能核心机制，为智能监控系统集群性提供理论指导；研究多无人机多视场图像相关特性，提出基于时空重叠性的高效图像拼接算法，结合多无人机系统特点，提出分布式分层局部拼接架构，为智能监控系统自主性提供技术支撑；研究控制与图像的密切关系，将二者有机结合形成反馈闭环，充分发挥无人机的优势，为智能监控系统智能性打下坚实基础。
　　值得一提的是，国外针对多无人机系统研究起步较早，近几年已经陆续涌现多个集群项目，而国内对于多无人机系统的研究还主要处于理论层面，虽然取得了丰富的研究成果，但在工程中公开展示的集群飞行试验基本采用离线规划，并没有体现真正意义上的协同。因此王佳楠也期待项目能充分发掘控制理论及计算机视觉交叉领域的潜力，为今后多无人机系统的高速发展奠定基础，从而占据国际竞相争夺的科技战略制高点。
　　除了科研工作，王佳楠还担负着教学任务。目前王佳楠讲授的课程包括本科生全英文课程和研究生全英文课程。作为一名年轻教师，王佳楠认为“教师的主要职责为立德树人”。他表示，立德包括多个方面，首先最为重要的是品德，为学生树立一个品德标杆，知道有所为有所不为，这样才能行得正、坐得端；其次为学识，为人师者，先要积累足够的知识，达到一定程度才能汇聚成为学识，具备师者的必要条件；再次为虚心，进入21世纪以来，随着学科交叉逐步深入，知识的更新速度大大提升，作为老师要时刻保持虚心学习的态度，不断更新自己的知识积累，勇于承认自身的不足，为学生创造一个积极向上的良好氛围。
　　繁重的科研任务和教学重担，让王佳楠频繁处于“8—10—7”（编者注：早8点，晚10点，一周7天）的满负荷工作状态。他笑着说，“很多人认为高校老师每周上两节课，不用坐班打卡，还有寒暑假，工作稳定安逸，其实这都是误解”。但好在无论面对多大的压力，王佳楠都能从容克服。“放下所有的事情，抽出时间踢一场足球，畅快出一身汗，就能以更饱满的精神迎接未来挑战。”王佳楠乐观地说。
　　目前，王佳楠及团队正在开展协同探测、制导与控制相关研究，成果已进入应用层面，下一步他们将开展群体智能及仿真相关工作研究。王佳楠表示：“未来将围绕多飞行器系统，从顶层决策、中层规划、底层执行层面开展全方位研究，力争推进多飞行器集群系统应用落地，实现军事装备跨越式发展，为国家国防事业贡献力量，保卫人民安全。”