基于卫星位置与速度的北斗卫星广播星历拟合

提出基于卫星位置与速度的广播星历拟合算法,给出了该拟合算法的计算过程,并对传统坐标拟合算法与坐标+速度拟合算法的拟合精度及外推精度进行比较.结果表明:基于位置+速度的拟合算法是有效的,且与传统坐标拟合算法相比,该算法能显著提高拟合的速度精度,且坐标精度也略有提高.此外,在卫星轨道数据已知历元数较少时,采用坐标+速度拟合算法优势更明显.     

黑白棋盘格角点检测算法

分析了现有棋盘格角点检测算法存在的不足,提出了一种新的棋盘格角点检测算法.该算法定义4个特征方向,并通过黑白检测算子(BW)检测特征方向上像素的灰度分布特征,获得像素级精度的角点坐标位置;再根据局部窗口内响应值的相似度与影响因子对角点坐标加以修正,实现了亚像素级精度的角点坐标定位.该算法对图像的旋转和亮度变换具有鲁棒性.将本方法应用于实际拍摄的棋盘格图像,证明了其对棋盘格角点检测的有效性和实用性.     

基于回归的人脸检测加速算法

为了提高视频中人脸检测的检测速度,采用回归分析方法预测连续视频中人脸中心位置坐标,并通过调整区域宽度系数确定人脸区域位置,从而提出一种人脸检测加速算法。该算法的主体框架采用VJ(Viola-Joines)结构,在人脸检测过程中,通过聚合通道特征和弱级联分类建立多尺度精细采样图像特征金字塔,并利用回归分析方法进行人脸中心位置坐标拟合,再采用粗粒度预测方法降低算法时间复杂度,最后通过优化人脸区域位置系数提高人脸检测准确率。在此基础上,又通过目标预测、跟踪算法进行人脸检测的二次加速。实验结果表明,该算法有效减少了视频人脸检测遍历区域,提高了人脸检测的检测速度,缩短了提取视频人脸特征区域的时间,更加适合视频人脸检测的实时性应用。     

多分裂输电导线接续管探伤检测机器人系统设计及探测空间分析

输电线路是电能传输的重要通道,多分裂输电线路是电能传输的主力,接续管是多分裂输电线路上的重要金具,其压接质量和内部结构的好坏属于隐性工程且直接影响到输电线路的正常稳定运行,基于此,本文提出了一种适用于多分裂输电线路接续管探伤检测的机器人机构构型,设计了探伤检测机器人的虚拟样机模型,并进行了探伤装置的探伤检测作业运动规划,建立了探伤装置的D-H坐标系,基于此推导了探伤检测机器人的运动学方程并对其运动学特性进行了分析,最后,基于所建立的运动学模型,基于蒙特卡洛法在MATLAB软件中利用机器人工具箱ROBOT TOOLBOX进行了仿真实验,通过选取合适的点云数得到了探伤检测机器人末端在四分裂导线狭小空间内三个空间方向上的可达空间点云图,同时搭建机器人的机械臂模型,通过设置合理的运动参数得到了机器人探伤检测的轨迹规划仿真结果,通过仿真结果可知,机器人末端在四分裂导线所构成的狭小作业空间内可以实现无盲区的探伤检测,同时机械臂运动轨迹稳定、平滑,可以无碰避障的实现多分裂导线上的接续管探伤检测,本文的研究对于输电线路接续管探伤装置的系统设计和开发及输电网智能运维管理具有重要理论意义和实际应用价值。     

相机检校中标志点自动定位方法研究

应用非量测数码相机进行近景摄影测量时需获取控制点对应的像方坐标.本文设计了适于直线检测的控制点目标图形,使用二值图像的膨胀算法,基于最小二乘法直线拟合进行控制点像方坐标自动提取.实验结果表明,该算法获取的坐标精度较高,相对简便快捷,可用于文物建档、城市建筑物建模等工作.     

粮仓内部温湿度检测装置设计

为解决粮仓内局部温度、湿度在线检测困难,设计一种新型温湿度检测装置.该装置设计上、中、下三段检测仓插入粮仓进行检测,每段通过高精度温湿度传感器检测温湿度,装置外部设有便携式控制箱,内部装有小型PLC以及触摸屏.内部传感器所测温度用PLC读取数据再由外部的触摸屏显示数值,外部的触摸屏可以直观方便的观察粮仓内部的温度、湿度实时变化以及检测装置的运行情况.     

一种用于有源滤波器的改进谐波检测法

对谐波进行准确、快速检测是有源滤波器发挥良好效果的基础,针对快速、准确检测的需求,提出一种abc坐标直接投影谐波检测法。对广义的IP-IQ检测法进行简单介绍;并在此基础上提出abc直接投影谐波检测法,该检测法直接对旋转坐标进行投影,相对于IP-IQ法省去了坐标变换的中间环节,具有易于编程、计算量相对较小的特点。同时指出该方法存在低通滤波器延时的缺陷;并针对此缺陷进行改进,应用滑动均值算法来替代原检测法中的低通滤波器,缩短了算法延时且省去了复杂的低通滤波器设计环节,将计算量分散开,且编程较为简易。通过搭建MATLAB/Simulink仿真平台对改进的谐波检测算法进行仿真,结果显示,该算法具有准确性高、延时量小的特点,可以满足有源滤波器的谐波检测需要。     

转向架轮对参数的双目视觉测量方法与实现

为实现转向架轮径参数的精确检测,提出一种基于双目立体视觉的非接触式检测方法.采用Bouguet算法对轮对双目图像平面进行重投影,实现立体校正,并应用简化的NCC算法实现特征点的立体匹配;通过三维重建和坐标变换将提取到的轮对边缘特征点映射到二维平面内,并最终拟合出轮径参数;轮对轮缘半径检测试验,结果显示该方法的误差小于0.1mm,验证了该方法具有较好的检测精度,解决了当前测量方法特征点立体匹配误差较大和难以三维拟合的问题,满足实际现场快速测量要求.     

分布式光纤裂缝传感技术的试验研究

为探讨光纤-混凝土复合体在开裂过程中形成的力学-光学本构关系,本文采用模型试验方法对混凝土裂缝监测的分布式光纤传感力学-光学本构关系进行了实测标定,将试验结果中的混凝土裂缝宽度和光损耗值绘于坐标图上,分别采用半对数坐标幂函数拟合和普通坐标的多项式拟合2种方法建立了二者之间的函数关系。2种拟合方法结果的比较表明,普通坐标多项式拟合法优于半对数坐标幂函数拟合法。     

椭圆弧等误差直线拟合的算法研究与轨迹仿真

为实现椭圆弧的等误差直线拟合,提出了一种基于罗尔定理与二分法的椭圆弧插补新算法.该算法通过在划分的单值区间内,迭代求解弦与对应的弧之间的误差来逐步逼近程序所要求的允差.推导出了节点坐标计算公式,得到了具体的算法流程并进行了轨迹仿真验证.     

步伐姿态在虚拟机舱中的识别

以虚拟现实三维机舱训练系统为基础,针对目前光学跟踪器灵敏度低、实训者活动范围小以及头戴式显示设备的交互安全性无法保证等问题,设计了一套能够识别步伐姿态并在虚拟现实机舱中具有实时交互的可穿戴设备。通过实训者穿戴的传感器设备,对操作者步伐信息进行采集并解算,通过无线终端发送至虚拟现实服务器完成实时交互。首先,通过空间状态数据采集实现传感器数据融合、欧拉角姿态矩阵更新;其次,采用嵌入式开发技术设计步伐识别硬件系统,通过上位机编写交互脚本,并通过实验验证过程的可行性;最后,针对设计的方法,通过分析实验,通过二分法在下位机程序中调节权重,找到合适的滤波加权平均值,实现步伐信息的融合处理。实验表明算法合理、数据更新及时、设备运行可靠,能够有效地提高实训者的沉浸感与交互体验。     

基于视觉识别技术的移动式樱桃采摘机器人设计

为了降低樱桃采摘过程中的破碎率,提高采摘效率,设计一种新的基于视觉识别技术的移动式樱桃采摘机器人。将TI公司的32位数字处理器芯片TMS320F2812作为核心处理器设计移动式樱桃采摘机器人,本文给出硬件总体方案,并且通过SAA7105完成对视频图像的编码操作。软件设计主要包括樱桃的定位、机器人手眼标定和机器人路线规划。依据目标上多个点的三维位置信息对樱桃球模型进行重建,通过最小二乘法求出樱桃质心位置,实现樱桃的定位。将樱桃在机器人坐标系中的定位简化成求解摄像机坐标系和机器人坐标之间的映射矩阵,通过映射矩阵实现机器人手眼标定。考虑到樱桃的采摘要求,通过分段路径规划对机器人的运动进行控制。实验结果表明,所设计机器人图像处理性能强、定位精度高,在保证采摘精度的同时,有很高的采摘效率。     

基于改进TLD的自动目标跟踪方法

视觉跟踪一直是机器视觉研究热点,TLD（tracking-learning-detection）算法是近年来出现的一种高效的视觉跟踪算法,针对TLD算法中Lucas-Kanade（LK）光流法无法有效跟踪物体快速移动和尺度变化的问题,采用金字塔光流法对TLD算法进行改进。并将所跟踪物体形心作为图像定位参考点,提取物体定位信息,通过定位信息运用比例-积分-微分（proportion-integral-derivative,PID）控制算法控制摄像头舵机云台转向,使摄像头快速、灵活、精确地自动跟踪指定物体。通过系统测试,与传统TLD算法对比,采用金字塔光流法改进的TLD目标跟踪算法在跟踪目标发生光照变化、尺度变化等情况时,具有更加优良的跟踪性能,准确将跟踪目标形心位置提供给控制部分,控制算法高效灵活,在获取信息后精确、快速地控制摄像头方位,使其正对跟踪目标。该系统对目标跟踪技术、安防技术、自动瞄准系统具有重大意义。     

基于加权余弦相似度的WiFi指纹室内定位

基于Wi Fi的室内定位具有低成本、易部署、覆盖范围广、精度高等优点,成为室内定位技术研究的热点.Wi Fi指纹定位法可以对抗多径的影响,具有较高的定位精度.但是由于智能移动终端的种类繁多,使得室内定位系统离线建立的指纹数据库难以兼容不同的智能移动设备,降低了定位系统的适用性.为解决此问题,提出了加权余弦相似度算法,使用信号强度的加权余弦相似度作为匹配特征.实测表明,采用加权余弦相似度算法可有效解决终端差异性,提高了室内定位系统的精度和普适性.     

基于惯性导航与UWB的联合定位算法

为提高无GPS情况下的3维定位精度,提出基于惯性导航与UWB(超宽带技术)的联合定位算法.该算法将线性最小二乘法的航迹计算与定位点拟合进行融合,使用加权平均对信赖度因子进行权衡.为验证算法的有效性,设计了1套UWB与9轴惯性导航模块结合的软硬件平台.仿真和实际测试结果表明:该算法可将3维定位误差控制在20cm以内.     

基于CATIA逆向工程复杂样条曲线重构方法研究

对于复杂零件的逆向设计,常常是通过激光、三坐标测量仪等方法对样件三维数据进行采集,可获得高质量的点云文件。但是这些点云文件数量很大,计算时将耗费过多的计算机资源。基于CATIA软件对点云数据进行过滤、划界、分网等处理方法进行了研究,运用曲线重构的方法,创建特征曲线组,利用多段曲线拟合获得点云的特征线网络,最后将拟合得到的曲线与原始点云数据进行误差分析。研究证明,通过这种方法可以获得质量更好、占据资源更小的曲线,为后续曲面和实体的生成奠定了精确基础。     

基于改进IMM-UKF算法的一种融合航迹推演的红外路标室内定位方法

在结构化环境中,针对室内机器人导航对精度和实时性的要求,在一种新型红外路标定位方法的基础上,为满足全局导航的需要并简化硬件结构,提出一种融合航迹推演的红外路标室内定位方法,将单个大功率红外发射管作为路标,移动机器人上的红外摄像头作为接收传感器,融合采用改进的交互多模型无迹卡尔曼滤波(interacting multiple models unscented Kalman filter,IMM-UKF)算法.将融合航迹推演的红外路标室内定位方法和一般的定位方法做了比较,并将融合所采用改进的IMM-UKF算法与一般的融合算法做了比较.实验结果表明,提出的基于改进IMM-UKF算法的融合航迹推演的红外路标室内定位方法获得了比一般的定位方法更快的定位速度和更高的定位精度,且改进IMM-UKF算法比一般融合算法获得的定位精度更高.     

南浦大桥形变GPS动态监测试验及结果分析

采用14台全球定位系统(GPS)接收机对上海南浦大桥实施连续4 d形变监测,结合南浦大桥GPS监测试验,建立桥梁坐标系统(BCS)并进行相应的坐标转换,对数据精度及桥梁的静态和动态特性进行分析,证实了GPS技术完全可以应用于大中型桥梁的监测,而且相对于传统的监测工具具有自身的优势.     

基于TD-SCDMA和CDMA20001X的数据融合定位算法

为了实现终端定位不依赖于GPS,解决终端自主定位导航,针对双模手机终端,提出了一种根据终端位置环境和运动状态,利用卡尔曼滤波的终端自主定位算法。采用该方法可以为用户提供高精度、高概率和高保密性的定位业务,Matlab仿真表明该方法具有终端信道环境和运动状态的自适应处理能力,并提出了相应的措施来进一步提高定位精度。     

机械手模型控制及轨迹定位精度测试

论述四关节机械手模型运动轨迹的控制方法,包括硬件线路设计和软件程序设计,用于实现对机械手终端轨迹定位精度的测试,为分析和研究机器人动态特性提供实验数据,结果表明,该模型的控制灵活,方便,介绍了机械手终端轨迹定位精度的测试方法,利用现有的实验设备,把机械手终端的空间曲线转化为平面曲线运动,测量出其坐标值,用于分析机械手终端轨迹的定位精度。