研究内容包括人工智能、机器学习和计算机视觉等，主要研究方向包括人脸识别与行人再识别、多模态协同机器人、智能视频安防与智慧校园等。

在人脸识别研究中，2004年团队在国家863人脸识别认证评测中获第一；第17届国际模式识别会议(ICPR2004)人脸认证竞赛(FAT2004)中，以全部测试指标第一获“人脸认证算法全面性能最优成就奖”；2018年在国际权威人脸检测测试库FDDB取得国际第一。研究成果已经应用在贵州六盘水市公安局。在行人再识别研究中，2015年行人再识别研究成果被《麻省理工学院技术评论》高度评价。建立并公开了三个本领域权威测试行人数据集iLIDS-VID、Market1501、MARS。到目前为止，成为本领域标准测试集，三个数据集已经有超过13600次的下载量。

多模态协同机器人研究致力于研究与人在共同空间、近距离、协同工作的机器人，实现多模态人机物交互。研究的核心技术包括通用物体检测，语音识别与NLP，视觉图像的多模态语义理解，目标物体位姿估计与抓取点确定，视觉与触觉力反馈融合的物体抓取，持物移动中的平衡策略等。目前研究构建了面向人机交互短语命令的语音识别原型系统引擎，实现由语音指令控制的机器人物体抓取系统。

获得了包括973、863、国家自然科学基金、教育部博士点基金、国家科技支撑计划等多个国家项目支持，并取得出色成果。实验室在国际重要期刊IEEE和学术会议CVPR、ICCV等发表论文90篇以上。申请发明专利15项。获2008年国家科技进步二等奖1项、获2006北京市科学技术一等奖1项，获2019年吴文俊人工智能科学技术自然科学二等奖。

  担任中国图象图形学学会视频监控与安全专委会主任、北京图象图形学会副理事长、全国安防标委会人体生物特征识别应用分技术委员会委员、公安部安全防范技术与风险评估公安部重点实验室学术委员会委员、自动化学会国防大数据分会副主任委员、危爆品扫描探测国家工程实验室副主任。