手术辅助机器人的运动控制器设计

指在为颅颌面外科手术辅助机器人设计一个实时性好、可靠性高的运动控制器。该控制器以YASKAWA公司提供的MP2100运动控制卡、∑-V伺服驱动器和伺服电机为硬件核心,软件以Visual Studio为开发工具,在Windows平台上实现界面友好、使用简单的系统软件。设计中引入强实时扩展软件RTX,提高了Windows系统的实时性和可靠性。同时在实时子系统（RTSS,real-time subsystem）下实现对机器人的多线程多任务操作,控制系统的非实时部分和实时部分通过共享内存来通信。通过伺服轴的手动控制以及自动直线插补、圆弧插补等实验,验证了系统功能。     

基于ARM的多GPS实时定位算法

为了在资源有限的嵌入式平台上实现低成本和高精度的实时定位,提出了基于ARM Cortex处理器,采用多个普通GPS(global positioning system)提高实时定位精度的算法。通过对多个普通GPS采集到的实时数据进行融合和卡尔曼滤波处理,将得到的定位数据和系统引入作为参考的高精度GPS定位数据进行比较,由特性曲线验证多个普通GPS数据经融合滤波后,发现定位精度有明显提高。该算法具有运算复杂度低、运算时间短的优点,能有效地应用于嵌入式平台,满足低成本和高精度的实时定位要求。     

基于RTX的仿真平台下实时仿真数据库设计

针对Windows平台下的传统非实时数据库实时性无法满足实时仿真需求问题,首先分析了RTX的特点,介绍了基于RTX的仿真平台。在此基础上,提出了一种在RTX和Windows的仿真平台下,利用RTX的实时特性以及内存管理特性,设计实时仿真数据库的方法。方法主要利用RTX的中断处理以及进程调度机制来提高Windows的实时特性,利用RTX的内存锁定技术来构建实时仿真数据库,采用传统的非实时关系数据库保存历史仿真数据,并由实时仿真数据库和历史数据库构成完整的仿真数据库。     

基于LabWindows/CVI和RTX的实时测控软件设计

针对传统测控软件采用上下位机实现实时测控的方式结构繁琐、效率低、可靠性差的问题,设计基于LabWindows/CVI及RTX的实时测控软件平台。在单台计算机上同时运行LabWindows/CVI和RTX程序,LabWindows/CVI程序负责数据的显示、分析和管理等非实时工作,RTX程序负责设备控制、数据采集等实时工作,二者之间利用共享内存方式通信。基于此方式的实时测控软件具有实时能力高、通信可靠高效、界面友好的特点,有效地解决了Windows系统无法满足实时性要求的问题。此软件应用于飞行器加载系统中,获得了很好的控制效果。     

宁夏境内特高压直流输电设备大数据智能管控应用研究

本文基于宁夏境内特高压直流输电线路工程输变电设备管理维护现状,通过采用跨平台、跨部门数据融合方法获取宁夏电网运行、设备状态、环境气象等大数据,构建多源信息综合分析系统,实现工程施工建设设计方案、施工进度实时管控融通,再通过特高压输变电设备智能可视化管理,为设备运行维修部门构建一个实时、多维的现代化信息管控平台。     

基于层次分析与数据融合的综合评估方法

为解决层次分析法在多指标综合评估中的不一致性、多源评估数据不可靠性以及评估结果不全面、不直观等问题,提出了一种基于层次分析与数据融合的综合评估方法.该方法首先改进1-9标度法,合理确定多因素权重,减少了层次分析的不一致性;然后,设计了多源评估数据的可靠性预处理机制和基于数据融合的综合评估算法,提高了多源评估数据的可靠性、综合评估结果的准确性与全面性.最后,将该方法应用到高校教师课堂教学质量综合评估系统中.系统运行结果表明该方法可行、有效,评估结果准确、全面、直观.     

基于多传感器融合的抓取控制研究

针对现有抓取系统中双目视觉定位精度较差,易受环境影响,使得抓取的成功率较低,鲁棒性不强的现象,本文提出采用视觉、红外测距传感器、触觉传感器和编码器等多传感器数据融合的方法,设计并实现了一种可靠的、鲁棒性强的、能自动调整抓取力的抓取系统.通过双目视觉辅以单目相机和红外测距传感器来精确定位,改善抓空情况;通过集成触觉传感器和编码器,对抓取过程中的力-位进行实时监测,减少目标物体破碎和滑落的现象,并通过实验证明了相对于单传感器,多传感器数据融合能大大改善抓取的成功率,提高系统的性能.     

基于IC卡和GPS信息的城市常规公交客流分析

受限于传统调查方法,公交客流数据调查成本较高、精度难以保证.为有效提高常规公交系统分析评估的精度,结合公交IC卡、GPS等数据特点,利用多源数据融合技术,提出了基于多源数据的公交客流分析方法,揭示了特定时间段内公交乘客出行特征、线网客流分布规律.案例论证显示,将多源信息融合技术应用于常规公交领域,实现对乘客出行特征的精准描述,探求系统的运行规律,可以有效支撑现有公交系统焦点问题的量化分析.     

基于MSP430的火电厂化学量监测系统的设计

该文描述了一种基于MSP430单片机的分布式监测系统。该系统可实现多通道数据定时获取,采用分布式结构,通过多个工作站的协调组成数据检测网络,通过串口通信实现数据的传输。系统布局灵活同时具有很高的可靠性、良好的数据实时性和数据通道的可扩展性。满足锅炉健康运行的实时监测需求。     

一种基于机动目标跟踪预测理论的卫星定位接收机终端定时方法研究

研究了实现卫星定位接收机终端时间与卫星系统时间保持实时同步的一种异步数据融合方法。该方法将移动目标的一步外推预测与卫星系统终端时差相结合,根据已获取移动目标信息及平滑信息获得具有实时性的定时数据;进一步外推的估计数据。首先,通过双星定位系统双向链路获取定时定位信息,将双向测距数据及时问同步误差数据进行处理、保存;其次,以平滑信息的数据及该时刻获取数据为基础,建立状态向量的动态模型;最后,将计算结果与直接获取测距数据进行对比．通过计算机仿真验证获取结果的卖时性与精度。     

基于RTX增强Windows实时性的虚拟无线电实现方案研究

Windows线程切换与线程调度存在毫秒级的时延和不确定性,无法满足通信系统底层协议处理的实时性需求,使得完全基于Windows操作系统的虚拟无线电的应用受到很大限制。提出并实现一种虚拟无线电实时性增强方案,解决上述实时性问题。RTX(real-time extension)是对Windows系统进行实时性扩展的实时操作系统,能保证线程处理的实时性和确定性。设计了基于Windows和RTX的虚拟无线电实现架构,将通信系统的协议处理实现划分为基于RTX实现可满足实时性要求较高的物理层通信协议处理和基于Windows实现实时性要求较低的高层通信协议处理,并给出了两部分处理模块间数据与信令的交互机制。仿真测试结果表明,基于RTX实现通信协议的处理能够达到微秒级的控制时延,可以满足大部分现代通信系统的实时性要求,从而为采用Windows的虚拟无线电的实现提供一种有效的实时性增强解决方案。     

基于决策级融合的水轮机形势评估

给出一种基于分布式NeymanPearson方法,采集多源信息,通过融合来综合评价系统运行的稳定性,并将该方法用于水电运行系统的实时监控,对主轴的稳定性进行评价·每个振动传感器根据接收到的振动信号产生一个局部判断结果并将之传送至融合中心,在所有局部判断结果的基础上得出最终判断结果,基于该方法评估系统被嵌入到水电运行系统·该方法在保证一定评价正确率的前提下,减低了虚警率·     

星机地综合观测定量遥感融合处理与共性产品生产系统关键技术研究与系统设计

针对全球资源环境监测需求,本课题作为"星机地综合定量遥感系统与应用示范(二期)"项目的一部分,将集成和突破在"一期"研究中形成的卫星数据库分布式组网技术、多尺度遥感数据同化与真实性检验技术、面向应用的遥感数据融合处理与生成技术等关键技术,重点突破运行性多源遥感共性产品生产系统构建中的一系列相关技术,研制星机地综合观测定量遥感数据融合处理与共性产品生产系统。该年度基于项目一期相关技术成果,初步实现连通6个以上卫星数据中心的能力,建立虚拟组网分布式卫星数据服务系统;研究多源遥感数据的辐射归一化、几何归一化、定量遥感产品反演、星机地观测数据同化、时空无缝融合和多尺度真实验证等技术,对虚拟组网的分布式卫星数据服务系统、多源遥感数据辐射归一化系统、多源遥感数据几何归一化系统、多源数据融合定量遥感产品生产系统、多源数据融合产品生产系统、时间连续共性产品同化系统、定量遥感产品真实性检验系统、多中心海量遥感数据协同处理支撑系统八个子系统进行实际的系统设计工作,包括顶层设计、需求分析及概要设计。     

星机地综合观测定量遥感融合处理与共性产品生产系统关键技术研究与系统设计

针对全球资源环境监测需求,该课题作为"星机地综合定量遥感系统与应用示范(二期)"项目的一部分,将集成和突破在"一期"研究中形成的卫星数据库分布式组网技术、多尺度遥感数据同化与真实性检验技术、面向应用的遥感数据融合处理与生成技术等关键技术,重点突破运行性多源遥感共性产品生产系统构建中的一系列相关技术,研制星机地综合观测定量遥感数据融合处理与共性产品生产系统。该年度基于项目一期相关技术成果,初步实现连通6个以上卫星数据中心的能力,建立虚拟组网分布式卫星数据服务系统;研究多源遥感数据的辐射归一化、几何归一化、定量遥感产品反演、星机地观测数据同化、时空无缝融合和多尺度真实验证等技术,对虚拟组网的分布式卫星数据服务系统、多源遥感数据辐射归一化系统、多源遥感数据几何归一化系统、多源数据融合定量遥感产品生产系统、多源数据融合产品生产系统、时间连续共性产品同化系统、定量遥感产品真实性检验系统、多中心海量遥感数据协同处理支撑系统八个子系统进行实际的系统设计工作,包括顶层设计、需求分析及概要设计。     

多源信息的实时智能融合系统研究

面对复杂实时的融合环境 ,现有的信息融合方法仍然存在着许多不足之处 .针对这一问题 ,本文以专家系统技术为基础 ,综合运用数据库技术、神经网络理论和黑板理论 ,对复杂融合系统的知识表示、知识获取、知识管理和实时融合推理机制进行了一些研究 .在此基础上 ,提出了一种多源信息的实时智能融合系统 ,并对该系统中的知识库和推理机进行了详细的论述 .     

对地观测传感网一体化数据融合与同化方法2011-2013年度报告

为了综合有效地利用对地观测传感网环境下的空天地多源海量观测数据,融合互补信息并消除数据冗余,需要实现对多源传感器数据在时间、空间和光谱域的高精度同化,发展对地观测传感网数据与陆面模式的多参数联合同化方法,充分研究多源数据智能化处理与分析模型,并进行多层次信息融合。重点研究内容包括:离群点分布模型与高精度亚像素配准方法、多时-空-谱影像序列的一体化融合方法、传感网环境下空天地观测数据的同化方法、传感网数据与陆面模式的多参数联合同化方法四个方向开展研究。根据2010年制定的计划任务书,该研究在2011—2013年度收集大量航空航天遥感影像数据、基础地理数据和气象观测数据和地面数据,重点从自动化配准、遥感影像融合、数据同化等方面的理论方法研究。研究工作按计划有条不紊的进行,在观测数据收集与分析、理论与方法研究方面开展了大量工作。     

基于RTX的虚拟无线电高速数据接口实时性研究

基于Windows的虚拟无线电具备界面友好、用户基础广、易于维护升级等优势,受到业界广泛关注,但其实时性缺陷是制约其应用前景的主要因素。采用RTX提高Windows操作系统实时性是扩展该类系统应用的有效途径。针对RTX虚拟无线电系统,给出了其中的高速数据接口设计方案,提出了基于XILINX ML605开发板完成FPGA程序,基于RTX系统设计驱动程序的方法,进行了数据接口实时性能测试。经过100万次测量,结果显示中断响应时延一直稳定在40μs以下,99.99%的中断响应时延小于20μs,基于RTX的数据接口中断响应时延比较稳定,达到10μs级的实时性能。     

基于多模自适应滤波算法在 装备组合导航系统的应用

为满足在复杂环境下装备导航定位需求,本文提出了一种对组合导航系统进行多源信息融合以获得高精度、高容错位置修正信息的设计方法.该方法通过改进联邦卡尔曼滤波算法和滤波器设计,建立一种基于北斗/GPS/SINS组合导航系统的多模自适应估计的联邦滤波器,通过多源数据优化融合有效提升装备组合导航系统精度及可靠性,为其提供准确的地理位置、周边地形以及道路交通等信息,帮助作战人员实时获取目标状态并引导精确导航,有效提升装备作战使用效能.仿真实验表明:该方法与单一模型的联邦滤波器相比,不仅能进一步提升系统的容错性及高精度定位能力,还便于对各导航子系统的故障进行隔离定位,具有较大的工程应用价值.     

基于labview钢绳芯胶带检测系统设计

为了满足钢绳芯胶带运行中对信号采集分析的要求,设计了一个基于PCI总线的数据采集系统.在阵列传感器数据的基础上,采用labview软件和NI公司M系列PCI-6224数据采集卡,设计了一个多通道、高速、同步数据采集系统.首次实现了利用labview处理胶带检测的数据,高精度、实时地显示检测结果,并将其数据可视化显示.     

基于多源浮动车数据融合的道路交通运行评估

针对当前出租车浮动车数据覆盖范围和数据质量不足的问题,在现有数据特征分析的基础上引入百度手机导航和公交车浮动车导航数据,面向道路运行评估和拥堵管理提出了基于出行时间的交通运行指数算法和一种基于出租车、百度、公交车多源浮动车数据融合的道路交通运行评估方法,构建了多源数据融合规则和融合算法.以深圳为例进行了融合效果分析,结果表明所提出的多源数据融合方法效果显著,很大程度上提高了融合结果精度、数据覆盖率、数据可靠性和数据样本量,最后提出了主要应用方向和初步应用效果,能够为国内外城市开展交通运行评估工作提供借鉴.