个人简介 - 刘 志刚刘志刚 教授


教授、博士生导师




个人简介&工作经历
2000年6月 获得西安交通大学机械工程博士学位，随后留校任教。近年来一直从事大尺寸三维精密测量、激光干涉测距、复杂机械系统装配精度设计与测试等方面研究工作。2002年1月至2003年6月，在香港城市大学制造工程与工程管理系作为Research Assistant，从事三维机器视觉测量与传感器检测规划的研究工作。2010年12月至2012年1月，在美国密西根大学安娜堡分校吴贤铭制造研究中心访问****，作为Research Associate ，开展了微型机床误差补偿系统刀具加工空间精确定位测量方面的研究工作。
研究方向：面向高端制造的光学GPS系统，精密光机电系统设计、测量与控制，三维光场成像与光学感知
作为项目负责人，负责了国家自然科学基金，863课题，863重点项目子课题、国防基础预研等项目。作为项目组成员，参加了国家自然科学基金重点项目，863课题，“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项等。获得国家技术发明二等奖1项（第四完成人），获得教育部自然科学二等奖1项（第四完成人）。
主讲本科生课程《机械工程导论》、《现代设计理论与方法》、《航空制造技术概论》。

社会任职：精密装配专业委员会委员、中国机械工程学会机械工业自动化分会、中国自动化学会制造技术专业委员会自动化学会委员，航天制造装备产业技术创新战略联盟理事

单位：机械工程学院设计科学与基础部件研究所
电子邮箱：mezgliu@mail.xjtu.edu.cn

个人主页：http://gr.xjtu.edu.cn/web/mezgliu
课题组主页：http://www.ddml-xjtu.com/Default.aspx

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个人简介 - 刘 志刚刘志刚 教授


教授、博士生导师




个人简介&工作经历
2000年6月 获得西安交通大学机械工程博士学位，随后留校任教。近年来一直从事大尺寸三维精密测量、激光干涉测距、复杂机械系统装配精度设计与测试等方面研究工作。2002年1月至2003年6月，在香港城市大学制造工程与工程管理系作为Research Assistant，从事三维机器视觉测量与传感器检测规划的研究工作。2010年12月至2012年1月，在美国密西根大学安娜堡分校吴贤铭制造研究中心访问****，作为Research Associate ，开展了微型机床误差补偿系统刀具加工空间精确定位测量方面的研究工作。
研究方向：面向高端制造的光学GPS系统，精密光机电系统设计、测量与控制，三维光场成像与光学感知
作为项目负责人，负责了国家自然科学基金，863课题，863重点项目子课题、国防基础预研等项目。作为项目组成员，参加了国家自然科学基金重点项目，863课题，“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项等。获得国家技术发明二等奖1项（第四完成人），获得教育部自然科学二等奖1项（第四完成人）。
主讲本科生课程《机械工程导论》、《现代设计理论与方法》、《航空制造技术概论》。

社会任职：精密装配专业委员会委员、中国机械工程学会机械工业自动化分会、中国自动化学会制造技术专业委员会自动化学会委员，航天制造装备产业技术创新战略联盟理事

单位：机械工程学院设计科学与基础部件研究所
电子邮箱：mezgliu@mail.xjtu.edu.cn

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课题组主页：http://www.ddml-xjtu.com/Default.aspx

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科学方向 - 刘 志刚科学研究
大尺寸空间高精度光学GPS导航定位
激光光频扫描干涉测距与高精度激光雷达
精密光机电系统一体化设计与精密测量
三维光场调控与感知
面向精密机电系统装配过程的精密测量与质量保障

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科研工作 - 刘 志刚科研工作
科研项目:国家重点研发计划子课题: 制造系统场景在线感知及特征智能提取技术，2019-2022
军工预研: 面向***产品精准配送的智能感知网络构建技术，子课题，2019-2020
国家自然科学基金面上项目(**) : 面向精密机床空间坐标测量的波长可调谐散斑光场编码机理与传感方法, 2019.01-2022.12
国防基础预研重大项目子课题: ****自动化对接装配位姿在线测量方法，2018-2021
04专项子课题: ****部段装配测量系统关键技术研究，2017-2019
04专项子课题: 数控机床误差测量、分析与补偿技术，2015-2017
国家自然科学基金面上项目(**) : 面向工业现场大尺寸测量的空气折射率廓线多特征吸收光谱动态反演方法，2014/01-2017/12
国家自然科学基金面上项目(**) : 基于空间角度交会测量网络的大范围位姿测量方法研究，2010/01-2012/12
国家自然科学基金面上项目(**) :具有机器学习机制的复杂拓扑隐式曲面重构方法研究，2006/01-2008/12
国家青年科学基金项目(**) : 逆向工程中基于小波特征的曲面配准与Level-set建模方法研究，2004/01-2006/12
863课题: 基于局域空间定位系统的大型构件装配在线定位技术，2009-2011
863重点项目子课题: 组合式超大尺寸精密测量技术“， 2008.10~2010.04
军工预研: 基于局域空间定位系统的大范围装配位姿测量方法研究，2014.8~2015.10
参与863重大项目: 箱体类精密工作母机共性前沿技术平台，项目骨干，2012-2015
近年发表国际期刊论文 （2014~）：Liu,K.,Zhang, H.,Liu,Z. Goal-driven method for decoding the configuration of coherent wave groups required for the generation of arbitrary-order vortex lattices.Optics Express,2021,Vol. 29, No. 8 .
Zheng, W., Liu, Z., Guo, J.. Effective improvement of scanning resonance through dynamic optimization of the probe. Measurement, 2021,Vol.178,109438.
Zhu Y, Liu Z, Zhang X. Command-shaping based on impulse response function for dynamic-mode control of internal and external cavities in external-cavity diode laser[J]. Review of Scientific Instruments, 2020, 91(2): 023101.
Zheng, W., Liu, Z., Guo, J.. Scanning strategy of deviation-boundary prediction based on probe dynamics. IEEE Access, 2020, 8, pp189445-189457.
Zhu Y, Liu Z, Zhang X, et al. Active bandwidth control of external-cavity system for improving mode-hop-free synchronous tuning characteristics of an external-cavity diode laser[J]. Optics & Laser Technology, 2020, 129: 106272.
Zheng W, Liu Z, Guo J. A friction-coupled measurement model of 3D scanning probe with unequal stiffness[J]. Measurement Science and Technology, 2020,32(1).
Deng Z,Liu Z, Gu S, et al. Frequency-scanning interferometry for depth mapping using the Fabry–Perot cavity as a reference with compensation for nonlinear optical frequency scanning[J].Optics Communications, 2020, 455: 124556.
Zheng W, Liu Z, Li X, et al. An optimized 3D displacement probe using sensitivity-compliance joint model[J]. Review of Scientific Instruments, 2019, 90(10): 105003.
Zhongwen Deng, Zhigang Liu, Xingyu Jia, Wen Deng, Xin Zhang, Dynamic cascade-model-based frequency-scanning interferometry for real-time and rapid absolute optical ranging, Optics Express, Vol. 27, No. 15
Yu Zhu，Zhigang Liu，Xin Zhang，Shan Shao，Haihong Yan，Dynamic mode matching of internal and external cavities for enhancing the mode?hop?free synchronous tuning characteristics of an external?cavity diode laser，Applied Physics B (2019) 125:217
Deng Z, Liu Z, Jia X, et al. Real-time dynamic absolute ranging with frequency scanning interferometry using a robust Monte-Carlo-based particle filter[J]. Applied optics, 2019, 58(25): 6865-6872.
Liu K, Liu Z, Dong X. Multi-beams engineered to increase patterns of vortex lattices by employing zero lines of the coherent non-diffracting field[J]. Optics express, 2019, 27(15): 21652-21666.
Wang Z, Liu Z, Deng W, et al. Optical-frequency scanning-rate calibration of external cavity diode lasers using adaptive complex-shifted Morlet wavelets[J]. Review of Scientific Instruments, 2019, 90(6): 063107.
Zhang X, Liu Z, Zhu Y, et al. Synchronous tuning method for external-cavity diode lasers without antireflection coating based on nonlinearity correction model for internal and external cavities[J]. Optics Communications, 2019, 451: 202-210.
Jia X, Liu Z, Deng Z, et al. Dynamic absolute distance measurement by frequency sweeping interferometry based Doppler beat frequency tracking model[J]. Optics Communications, 2019, 430: 163-169.
Zhu Y, Liu Z, Zhang M, et al. Input trajectory shaping based on a B-spline model for the scanning control of a piezoelectric actuator in external-cavity diode laser[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 2019, 116: 97-112.
Hao W, Liu Z, Gu S, et al. Virtual wavefront calibration method based on ray tracing for alignment error compensation in the interferometric bearing ball measurement system[J]. Applied Physics B, 2019, 125(3): 1-10.
Zheng W, Guo J,Liu Z. A flexible-hinge touch probe using a 3D parametric model and positioning method[J].Measurement Science and Technology, 2018, 30(1): 015001.
Wang Z,Liu Z, Deng Z, et al. Phase extraction of non-stationary interference signal in frequency scanning interferometry using complex shifted Morlet wavelets[J].Optics Communications, 2018, 420: 26-33.
Zhu Y,Liu Z, Deng W, et al. Input signal shaping based on harmonic frequency response function for suppressing nonlinear optical frequency in frequency-scanning interferometry[J].Review of Scientific Instruments, 2018, 89(5): 053109.
Deng W,Liu Z, Deng Z, et al. Extraction of interference phase in frequency-scanning interferometry based on empirical mode decomposition and Hilbert transform[J].Applied optics, 2018, 57(9): 2299-2305.
Tao L, Liu Z, Zhang W, et al. Real-time drift error compensation in a self-reference frequency-scanning fiber interferometer[J]. Optics Communications, 2017, 382: 99-104.
Zhang M,Liu Z, Zhu Y, et al. Integral force feedback control with input shaping: Application to piezo-based scanning systems in ECDLs[J].Review of Scientific Instruments,2017, 88(7): 075006.
Jia X, Liu Z, Tao L, et al. Frequency-scanning interferometry using a time-varying Kalman filter for dynamic tracking measurements[J]. Optics Express, 2017, 25(21): 25782-25796.
Liu Z, Liu Z, Deng Z, et al. Interference signal frequency tracking for extracting phase in frequency scanning interferometry using an extended Kalman filter[J]. Applied optics, 2016, 55(11): 2985-2992.
Deng Z, Liu Z, Li B, et al. Precision improvement in frequency-scanning interferometry based on suppressing nonlinear optical frequency sweeping[J]. Optical Review, 2015, 22(5): 724-730.
Gong H, Liu Z, Zhou Y, et al. Extending the mode-hop-free tuning range of an external-cavity diode laser by synchronous tuning with mode matching[J]. Applied optics, 2014, 53(33): 7878-7884.
Gong H, Liu Z, Zhou Y, et al. Mode-hopping suppression of external cavity diode laser by mode matching[J]. Applied optics, 2014, 53(4): 694-701.
Tao L, Liu Z, Zhang W, et al. Frequency-scanning interferometry for dynamic absolute distance measurement using Kalman filter[J]. Optics letters, 2014, 39(24): 6997-7000.
近年发表国内期刊论文（2014~）刘哲,刘志刚,邓忠文,陶龙.扫频干涉测距光频率非线性阶次跟踪抑制方法[J].光学学报,2016,36(01):148-156.
步明繁, 刘志刚, 张为波,等. 采用F-P光学腔的外腔半导体激光器锁相稳频方法[J]. 西安交通大学学报, 2016, 50(10):125-131.
郝维娜,令锋超,刘志刚,等.轴承滚珠面型误差激光干涉测量系统的研究[J].西安交通大学学报, 2016, 50(6):83-89.
张为波,刘志刚,周扬理,龚海.采用同步调谐方法的Littman型可调谐半导体激光器[J].西安交通大学学报,2015,49(10):29-33+40.
陶龙,刘志刚,吕涛,邓忠文,龚海.频率扫描干涉仪漂移误差正反向扫描补偿法[J].光学学报,2014,34(02):123-127.
近年研究生国际会议论文 （2015~）Weikang Zheng, Zhigang Liu, Xinbo Li, Junkang Guo，An optimized 3D probe using sensitivity and compliance analysis，Proceedings of the ASME 2019 International Mechanical Engineering Congress and Exposition，Salt Lake City, USA，Nov. 8-14, 2019
Zhongwen Deng; Zhigang Liu; Xingyu Jia; Wen Deng, Suppression of nonlinear optical frequency sweeping in frequency-scanning interferometry for absolute distance measurement, SPIE Optical Metrology, June 2019, Munich, Germany
Zhang M, Liu Z, Bu M, et al. Pretension Analysis for Piezoelectric Stack Actuator in Nano-Positioning Stage[C]//ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition. American Society of Mechanical Engineers, 2017, 58455: V010T13A021.
Weina Hao,Zhigang Liu, Shaowei gu, Fengchao Ling, Jun Hong.Alignment Error in Bearing Ball Measurement System With Laser Interferometry. ISITT2017,
Tao L, Liu Z, Zhang W. Auto-elimination of fiber optical path-length drift in a frequency scanning interferometer for absolute distance measurements[C]//Applied Advanced Optical Metrology Solutions. International Society for Optics and Photonics, 2015, 9576: 95760V.
近年已授权国家发明专利（2015~）贾康;邵山;刘志刚;苏文军;柯健镪;孙庆龙;洪军;(2019).基于FPGA-ARM嵌入式系统的R-LATs系统移动端信号处理方法
贾康;刘志刚;苏文军;付刚;孙庆龙.(2019). 一种车间动态作业环境下R-LATs测量网络的自修正系统及方法
石卫江;阎海红;付刚;何睿华;党锦龙;(2019).一种双扇形旋转激光自动经纬仪的发射头
刘志刚;甄智龙;景涛;(2019). 一种基于FPGA的外腔可调谐半导体激光器非线性修正方法
刘志刚;甄智龙;张鑫;(2019). 一种消除半导体激光器干涉信号幅值调制的硬件电路
贾康, 刘志刚, 苏文军, 孙庆龙, 柯健镪, & 付刚等. (2018). 一种大规模R-LATs测量系统的光电传感器网络时钟同步系统及方法.
刘志刚, 郝维娜, 顾少伟, & 令锋超. (2017). 一种激光干涉检测轴承滚珠面型误差的系统及方法.
刘志刚, 刘哲, 邓忠文, & 贾星宇. (2017). 一种双干涉仪的空气折射率廓线的测量系统及方法.
刘志刚, 张萌, 步明繁, & 朱裕. (2017). 一种压电定位装置的振动和非线性抑制方法.
刘志刚, 柯健镪, 邵山, & 孙庆龙. (2017). 一种双扇形旋转激光自动经纬仪装置.
刘志刚, 洪军, 赵列斌, & 郭俊康. (2017). 一种直线进给系统的多自由度误差同时测量装置及方法.
刘志刚, 洪军, 赵列斌, 李逸群, 郭俊康, & 刘鹏. (2015). 一种直线进给系统的导轨直线度测量装置及方法.
刘志刚, 洪军, 郑维康, 郭俊康, & 刘鹏. (2015). 一种多向位移测量测头.
刘志刚, 洪军, 刘鹏, 郭俊康, 赵强强, & 陈以磊等. (2015). 一种以抵消变形误差为目标的机床装配结合面设计方法.
刘志刚, 步明繁, 张为波, 张萌, & 朱裕. (2015). 一种Littman结构可调谐外腔半导体激光器.
陶龙, 刘志刚, & 邓忠文. (2015). 一种测量Fabry-Perot标准具自由光谱范围FSR的系统及方法.
刘志刚, 洪军, 李宝童, 郭俊康, & 刘鹏. (2015). 一种考虑测量与调整工艺的精密机床公差设计方法.

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科研团队 - 刘 志刚合作教师

数字化设计与制造研究组网站：http://www.ddml-xjtu.com/Default.aspx




在校研究生
博士研究生
邓忠文
2013级博士（已毕业）
新疆克拉玛依市
研究方向：
激光扫频干涉测距
（荷兰代尔伏特理
工大学联合培养）

张萌
2015级博士（已毕业）
山西省侯马市
研究方向：
精密压电驱动系统
（瑞士洛桑联邦
理工大学联合培养）

郝维娜
2015级博士
陕西省咸阳市
研究方向：
三维形貌测量
朱裕
2017级博士
河南省信阳市
研究方向：
光机电控制

刘坤鹏
2018级博士
陕西省西安市
研究方向：
光子轨道角动量
的生成、
检测与测量
郑维康
2018级博士
山东省德州市
研究方向：
精密机构与测量技术



贾星宇
2016级博士
河北省沧州市
研究方向：激光扫频干涉测距



田凯
陕西省咸阳市
2020级博士生
研究方向为：
激光多目标测量

硕士研究生
邓文
四川省德阳市
2016级硕士
研究方向为：
激光扫频干涉测距
孙庆龙
吉林省长春市
2016级硕士
研究方向为：
大尺寸精密测量

顾少伟
安徽省合肥市
2016级硕士
研究方向为：
三维形貌测量
邵山
浙江省金华市
2016级硕士
研究方向为：
大尺寸精密测量

李鑫波
山西省朔州市
2017级硕士
研究方向为：
机床直线进给系统空间姿态测量
甄智龙
安徽省六安市
2017级硕士
研究方向为：
基于FPGA的高频多路数据采集系统

王志永
河南省开封市
2017级硕士
研究方向为：
激光扫频干涉测距
张鑫
湖南省长沙市
2017级硕士
研究方向为：
可调谐半导体激光器

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学术交流 - 刘 志刚学术交流
国内外学术合作交流：
博士生郑维康于2019年11月8日至14日在美国盐湖城参加了由美国机械工程师学会举办的ASME’s International Mechanical Engineering Congress and Exposition 2019（ASME-IMECE 2019），并做了会议汇报。

博士生邓忠文受中国国家留学基金委（CSC）资助，于2016年10月18日至2017年11月21日，在荷兰代尔夫特理工大学应用科学学院图像物理系光学研究组，进行了为期一年的联合培养，研究课题为“应用超精细光脉冲整形技术的空气折射率免疫测距方法”


博士生邓忠文在荷兰莱顿举行的“距离测量技术的趋势与发展”研讨会上做了关于光频率扫描测距动态测量研究的报告“Dynamic measurement using Frequency Sweep Interferometry” Z.Deng, 29 May-2 June. 2017, Leiden, “Trends and Developments in Laser Based Distance Metrology”

博士生邓忠文参加荷兰物理年会16-18.Jan.2017, Eindhoven, Physics@Veldhoven, NWO

博士生贾星宇，于2017年5月29日至2017年6月2日参加了荷兰莱顿举行的“距离测量技术的趋势与发展”的研讨会。X. Jia, 29 May-2 June. 2017, Leiden, “Trends and Developments in Laser Based Distance Metrology”

博士生郝维娜参加ISMTII-2017国际会议，September22-25,2017, Xi’an China，参会文章“Alignment Error in Bearing Ball Measurement System With Laser Interferometry”进行光学测量分会场的海报展示。

博士生张萌参加ASME’s International Mechanical Engineering Congress and Exposition 2017（IMECE 2017）November 3-9,2017 Tamper, USA. 口头汇报了课题的最新研究成果“Pretension Analysis for Piezoelectric Stack Actuator in Nano-positioning Stage”

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研究生报考 - 刘 志刚研究生培养简介
主要课题方向：
1）大尺寸空间高精度光学GPS导航定位； 2) 激光光频扫描干涉测距与高精度激光雷达； 3）精密光机电系统一体化设计与精密测量； 4）三维光场调控与感知； 5）面向精密机电系统装配过程的精密测量与质量保障
简而言之，课题方向面向光电传感学术前沿、国家重大需求-高端制造装备制造、运行过程的智能感知与测量技术，研究测量检测新原理新方法、精密光机电系统设计、智能信号处理与嵌入式系统开发。目前承担有国家自然科学基金项目、国防基础预研重大项目、04专项（高端数控机床）、国家重点研发计划（制造环境智能感知与特征提取）等项目，与航天(航天一院，五院，八院)，航空（西飞、中航634所）、大连造船、716所等等企业密切合作。研究生研制的仪器设备已应用于航天器制造与装配过程、飞行器变形监测、AGV定位、精密机床测量等领域。
毕业生具备的能力：
硕士、博士毕业时，能够很好掌握了多学科交叉的专业素养和能力，不仅仅局限于结构设计与有限元分析，还包括光机电一体化系统设计、智能传感器与信号处理、嵌入式软硬件系统开发等等综合能力，发现问题、解决问题的能力强！这些都是同学们实打实自己通过系统设计、开发、调试，摸爬滚打锻炼出来的硬功夫！
毕业生就业去向：
已经硕士毕业生中，已有7人在国外著名大学拿到博士学位。指导的博士生，在读期间也到国外著名大学联合培养，开阔自己的视野，丰富自己人生经历。毕业生中有在国外任职的、有在高校担任教授的、也有奋斗在国家科研的主战场，如中科院西安光机所、中航618所、华为（嵌入式硬件系统研制、光机电系统等核心部门）、华为海思（芯片设计开发）、中兴（核心系统设计研发部分）、海康卫视；也有自己创办公司，开创自己事业等等。都有很好的专业和职业前景！
研究生生活：
研究生在日常生活上由大课题组统一管理，每周有羽毛球、篮球、支教活动各种活动比较多，待遇好，课题组在各方面全力支持！
专业背景要求：
欢迎机械工程、电气电子、自控、检测技术与仪器、光学、应用物理与数学等专业同学报考！
只有自强不息，未来才有各种可能！以求贤若渴之心，诚邀志同道合同学，共同奋斗，开创美好未来！
工作邮箱：mezgliu@mail.xjtu.edu.cn,联系电话：**
办公室：西安交通大学曲江校区西二楼319，西安交通大学创新港高端装备研究院巨构2-4075