针对旋翼飞行机器人在多机跟踪定位时受遮挡、光照变化等因素的影响,易出现跟踪目标丢失的问题,提出一种改进的分段多目标跟踪定位方法,首先,为克服单一颜色特征不能准确描述目标的不足,设计了按一定的权值系数融合目标的颜色特征和边缘特征来建立似然函数作为目标模板;考虑到粒子滤波算法能解决目标发生遮挡的跟踪问题,然后,利用目标模板与候选...
针对多个移动机器人对运动目标的环绕和避障问题进行研究。首先,在基于零空间行为控制架构下设计了控制策略;将机器人的任务分为对运动目标环绕和避免与环境中的障碍物发生碰撞两个基本任务;环绕控制策略采用两个梯度场相互正交的能量函数进行设计,每个能量函数定义一个控制目标,使多个机器人能够以期望的与目标之间的相对距离和机器人之间的距...
在为盲人导航的移动机器人系统中,设计可靠的人机队形控制方法对提高导航的有效性和成功率具有重要意义。针对目前传统为盲人导航系统中,机器人与使用者之间没有固定队形以及使用者只能被动跟随等缺陷,提出了一种基于多机器人领域领导者-跟随者控制模型的人机队形控制方法。与传统的领导者-跟随者控制模型不同,该方法以使用者为主导,使用者可以...
为了实现肢体运动解析并用于康复机器人系统自适应控制,提出一种基于sEMG的下肢运动解析方法。同步采集下肢6块肌肉的表面肌电信号（sEMG）和髋、膝关节角度;引入相干性分析方法,定量描述s EMG和关节角度耦合关系,进而优化选取肌肉通道;采用一阶递归滤波器补偿sEMG和关节角度的机电延迟（EMD）;提出基于黄金分割的最小二乘极限学习机（GSLSELM）...
针对工业机器人标定中存在的成本昂贵、需专业人员操作等问题,引入了基于封闭尺寸链的工业机器人结构参数标定方法。首先,采用D-H模型与MDH模型相结合的方法建立运动学模型,解决平行关节间奇异性的问题;其次,将激光器固定在机器人末端执行器上,根据远处观测平面上L长度的线段AB,机器人分别以足够的位形瞄准该线段的两端点A、B,根据误差放大原理...
为解决烘干失重法水分检测标准方法测量时间长、耗能大、效率低的问题,对传统烘干失重法进行重大改进,提出一种水分测定预估融合方法,在试样烘干失水过程中预估试样完全失水的状态。根据红外干燥失水过程特点,应用Luikov理论结合Fick扩散定律对试样的烘干失水过程建立数学模型,确定失水状态预估的融合算法形式,进一步建立起止时刻判断的自适应决...
空间伸展结构是一种最基本的可展开折叠单元,广泛应用于大型展开天线、太阳帆板以及空间机械臂等航天领域,针对此类结构服役状态的智能辨识对于目前开展高轨深空探测研究具有重要意义。为此,提出一种基于准分布式光纤传感器的空间伸展结构变形与振动实时监测技术。借助MSC.Patran/Nastran有限元分析方法,数值模拟得到碳纤维复合材料柔性空间伸展...
为解决变体飞行器变形机翼薄膜蒙皮形状实时监测问题,研究光纤传感及重建方法。采用实验方法标定光纤光栅传感器,得到聚酰亚胺薄膜蒙皮变形光纤传感校正曲线,实现光纤光栅传感器中心波长漂移量与薄膜蒙皮变形曲率参数的准确转换;实验测得不同翼型下光纤传感器反射谱特征及其随翼型变化规律,利用光纤光栅中心波长漂移量和线性插值算法计算得出不...
捷联式惯导水下动基座初始对准中,当量测噪声具有不确定、非高斯的统计特性时,对量测噪声作高斯分布假设和对量测噪声阵R作常值处理会造成无迹卡尔曼滤波（UKF）精度和鲁棒性变差。针对此问题,提出了一种基于投影统计（PS）算法的鲁棒自适应UKF（ARUKF）方法。方法首先利用PS算法确定存储新息的权值,对异常的新息进行重加权;而后利用MyersTapley...
针对传统射频识别（RFID）技术不适合移动机器人跟踪动态目标位姿,利用粒子滤波器融合RFID和激光雷达扫描数据,实现移动机器人对动态目标的位姿跟踪。首先利用RFID的相位差信息估计动态目标相位差速率,然后与激光雷达扫描动态目标估计的时间差速率进行匹配;最后选取最近邻的K个匹配点进行粒子滤波,从而实现动态目标的定位。最后,在机器人SCITOS ...
声源定位对于故障诊断、机器人自主感知有着重要意义。当前声源定位技术主要是基于麦克风阵列,其体积大、扩展性差。因此引入视觉分析技术,在频域内辅助单个麦克风进行声源定位或音频分析。为解决视频流数据量过大的问题,采用带电子卷帘快门的相机,以实现低速、低成本相机测量高速运动的目的。在电子卷帘快门相机测量过程中,着重分析了两种常见...
实时、准确的建筑室内温度分布信息反馈是暖通空调（HVAC）系统控制与室内热环境优化研究的难点。针对这一问题,提出了基于卡尔曼滤波-线性随机估计（KF-LSE）的室内温度场实时准确重建方法。该方法利用本征正交分解（POD）方法将室内温度场映射为与POD模式系数相关的低阶线性系统,采用LSE方法获取POD模式系数动态模型,基于KF算法构建POD模式系...
针对在能量分析攻击中有噪声的存在、攻击效率不高、攻击成功需要采集大量的能量曲线等问题,提出自适应滤波应用在能量分析攻击中滤除噪声来提高攻击效率。以在ATmega16上运行的AES-128算法的密钥为攻击目标,使用最小均方误差（LMS）自适应滤波器、变系数变步长S型（Sigmoid函数）LMS自适应滤波器及卡尔曼滤波器对原始数据进行滤波,使用相关能量...
针对传统基线恢复方法难以应对流式细胞仪高精度、超快速细胞数据分选任务的问题,提出并设计了新型的解决方案。首先,分析了传统基线恢复电路实现基线恢复的原理,根据流式细胞仪的系统要求对其电路进行优化设计;其后,通过对模拟电路传递函数进行分析,设计了与模拟电路级联的数字信号处理系统,修正了模拟电路对脉冲信号产生的失真,提高了流式细胞...
感应耦合电能传输（ICPT）可用于浮标系统水下传感器的长期稳定可靠供电。在此建立LCL补偿型浮标ICPT系统的模型,分析得出不同负载下,谐振点处该结构的输出功率和效率都较高;分析水下次级绕组LCL补偿与串联补偿的区别,当次级品质因数小于1时,LCL补偿输出功率更大;进而提出补偿电路的设计思路;建立LCL补偿型浮标ICPT系统实验平台。实验表明系统在...
分合闸线圈作为低压万能式断路器操作机构的关键部件,传统的检修方式只能发现其显性故障,而对内部隐性故障不易检测,根据线圈电流能够有效反映断路器的分合闸运动特性,提出一种基于线圈电流的低压万能式断路器故障诊断和程度评估方法,其适用于出厂试验和现场检修。通过对分合闸过程中线圈电流信号特性进行分析,首先将电流信号进行关键时间、电流...
磁记忆法可以有效判断铁磁性金属构件的应力集中区域。但是,目前铁磁性构件屈服极限处的磁记忆信号特征尚不明确,因此难以根据磁记忆信号对构件的使用寿命进行有效评估。根据电子自旋理论和洪德法则,建立了磁力学模型,分析了材料电子壳层的电荷密度、原子磁矩与磁记忆信号的关系,基于全势线性缀加平面波法（FLAPW）,计算了铁磁性金属构件屈服极...
钢轨廓形（轨廓）是表征钢轨服役性态的重要特征,与列车运行安全息息相关。随着铁路提速,对钢轨外形和表面质量要求提高。如何精确描述钢轨形态特征是钢轨精细化维护面临的突出问题。在分析轨廓测量原理和现状的基础上,对轨廓基准对齐、数字化建模方法进行研究。针对轨廓不同区域曲率差异大、测量分辨率不统一,提出采用极坐标系下等角度分布原则...
对尾气静电传感器在航空发动机气路状态监测中的发展和应用进行分析,描述了尾气静电监测原理和尾气静电传感器物理模型;在此基础上建立了其空间感应数学模型,得出感应信号输出的数学表达式并分析静电传感器输出信号的影响因素;搭建了该静电传感器的性能测试台架,以输出信号的主要影响因子作为实验中的自变量,进行了3组参数对比实验,根据实验量化...
针对多波束前视声呐图像中运动目标的检测问题,提出一种背景消除算法。该算法以声呐波束数据为处理对象,借鉴光学视频处理中的三帧差分法,从三帧声呐数据中得到运动目标的二值图像。分析了多波束前视声呐数据的结构和成像原理,对比了传统声呐图像处理以显控截图为处理对象和本文以声呐波束数据为处理对象的优缺点,同时也根据声呐图像的特点对三...
锥束CT几何参数偏差会导致重建图像畸变或图像模糊。针对工程实际中锥束CT系统初装和应用中的几何参数偏差与漂移,提出了一种改进的基于线框模型的几何参数测量与校正方法。通过对探测器两次不同径向位置的线框模型投影图像进行分析和处理,计算出源-探测器距离及源-旋转中心距离,并确定探测器纵向位置;通过对模型在两次互为180°的投影图像分析,...
针对在役高压加氢空冷器翅片管束的特点,提出了基于超声波原理和无线传感器网络技术的泄漏检测与定位方法,实现了对翅片管束泄漏的实时监测与定位。研究了管束外包翅片对检测精度的影响以及检测距离与信号强度之间的关系,在实验研究的基础上通过理论分析确定了超声波最佳检测距离。基于布尔感知模型,实现了对大型空冷器泄漏检测区域的全面覆盖。...
针对管道内检测中焊缝法兰组件的识别精度不够问题,提出了一种基于深度学习网络的智能识别方法。该方法利用漏磁检测（MFL）图像而不是MFL测量量,因此它可以跳过特征提取的过程。改进的结构主要包括2个卷积层、1个局部响应归一化层、2个池化层、1个全连接分类层和1个Softmax层。实验结果表明,提出的基于深度学习网络的焊缝法兰组件识别方法拥有...
提出了一种基于噪声估计的模拟电路故障诊断新方法。首先,参考线性系统中包含的信息建立一种故障诊断模型,该模型把被测电路的输出建模为标称值叠加系统扰动（也相当于系统噪声）,提取这种噪声信息作为故障特征;接着分析了基于RS（Ramanujan sum）的噪声估计原理,利用这一原理能准确地估计给定信号的噪声值,最终通过比较无故障电路和故障电路之...
使用烧结法制备了Ag/AgCl固态不极化海洋电场电极,利用聚丙烯腈碳纤维T300制备了电容型海洋电场电极。研究了不极化电极和电容型电极探测海洋电场的原理,提出了两种电极的使用方法并研究了其探测性能。使用电化学工作站对两种电极进了循环伏安测量和电极对极差跟踪;使用低频低噪声放大器对两种电极的自噪声稳定速度和大小进行对比测量;在自制水...
为了去除伪角点和减少角点遗漏并且实现图像中角点的实时提取,提出了一种基于灰度差分与模板的Harris角点检测快速算法。改进算法采用灰度差分与小模板相结合的方法筛选出初始角点集,并在此基础上对最小核值相似区（SUSAN）算法进行了改进并采用改进的SUSAN算法精化初始角点集;最后,通过计算初始角点的角点响应函数值并进行非极大抑制,以确定最...
针对工业对中小模数直齿圆柱齿距快速测量需求及视觉测量特点,提出一种基于齿廓图像边缘过渡带信息统计的单个齿距算法。该算法首先采用双阈值法提取齿轮齿廓边缘过渡带像素信息,然后根据齿轮渐开线几何关系,将过渡带像素信息逆向映射到基圆上,计算得到最优的齿廓边缘渐开线初始相位角,最后利用两条相邻同名齿廓初始相位角计算得出齿距。通过采...
为了解决高速流水线机器视觉检测相机精确抓拍问题,以香烟爆珠为例,提出了两层网络控制的精确抓拍安全策略。两层网络的底层网络实现对目标抓拍,通过线搜索获得感兴趣区域位置,并上送到高层网络进行控制;高层网络主要处理复杂算法为基于柔性专家控制的迭代学习控制和粒子滤波相结合的相机快门控制方法,不断更新香烟爆珠在图像中的位置偏移量,进...
高分辨率遥感影像建筑物阴影检测可为城市摄影测量领域中的建筑物定位、高度估计等提供关键信息。针对传统基于辐射特征的阴影检测方法中所存在的局限,提出了一种结合辐射特征与分形属性的高分辨率遥感影像建筑物阴影检测方法。首先,采用针对高分辨率遥感影像的WJSEG（wavelet J-segmentation）算法进行区域分割;在此基础上,通过综合分析建筑物...
为了提高大视野应用场合下摄像机的标定精度,提出一种综合多种畸变因素的标定方法。首先在分析透镜存在径向畸变、切向畸变和薄棱镜畸变等因素的基础上建立透镜的多畸变模型,然后以平面的单应性为约束条件,利用标定图中心区域的圆点坐标求得部分摄像机初始内外参数;假设经畸变校正后的像点符合透视投影原理,并在此基础上求出畸变系数;最后通过多...
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