高精度鲁棒的座舱头部姿态跟踪器研究

针对复杂座舱环境设计了一个由inside-out(IO)光学跟踪器和outside-in(OI)光学跟踪器组成的新型座舱头部跟踪器.提出一种新颖的混合跟踪算法,利用扩展卡尔曼滤波器和融合滤波器融合座舱跟踪器中IO跟踪器和OI跟踪器的姿态信息,建立了实验装置验证提出的姿态融合算法.初步实验结果显示,与单一IO或OI跟踪器相比,该混合跟踪算法能够使座舱头部跟踪器获得更精确、更稳定、更鲁棒的位置方向信息.验证了所设计的座舱头部姿态跟踪器的结构合理性和所提出的混合跟踪算法的有效性.     

基于增强现实的鼻内窥镜手术导航系统

针对目前传统鼻内窥镜手术过程中易引发并发症的问题,提出了一种基于增强现实技术的鼻内窥镜手术导航系统.系统将病人脑组织、眼球及血管等三维模型实时叠加到内窥镜的手术视野中,在手术过程中对医生进行指引和提醒,此种方式能够减少鼻内窥镜手术并发症的发生.术前对病人进行CT或MRI扫描,并对扫描结果分割重建获得病人颅内组织或器官的三维模型;再用三维扫描仪扫描获得病人面部数据.采用DLT算法将CT坐标系及光学跟踪器坐标系分别与三维扫描仪坐标系进行配准.术中使用光学跟踪器对手术器械进行实时跟踪,利用配准结果完成虚实融合叠加.通过实际实验验证,系统精度达到亚毫米级,能够满足实际手术操作的需要.     

太阳能光伏发电系统的双轴跟踪器设计

本文提供一种适用于大型平板光伏发电系统或低倍聚光光伏发电系统的双轴跟踪器的设计方法。该跟踪器的设计采用地平坐标全跟踪方式,即采用方位角加高度角跟踪模拟计算太阳运行轨迹,控制方式利用时间控制加光电传感器修正。为了确保该跟踪器达到跟踪精度要求,论文对该跟踪器的机械强度进行有限元校核。     

基于CameraLink高清图像跟踪器设计

针对以前标清摄像机PAL视频分辨率低,容易受干扰,传输延迟,导致图像跟踪器跟踪效果不理想。选用高清摄像机作为图像跟踪器图像输入源,基于高清摄像机CameraLink接口,设计了一款高清图像跟踪器。该图像跟踪器采用全数字接口,处理高清视频,数据处理量大,抗干扰强,提高了跟踪性能。     

基于最小费用流建模的目标跟踪器研究与仿真

针对目标跟踪中的物体遮挡、光照影响、杂波扰动等问题,设计一种基于最小费用流建模的跟踪器。该跟踪器把整数规划与最小费用流模型相结合,将目标跟踪问题转变为可解的线性规划问题。与其他同类型跟踪器相比,该跟踪器具有更好的跟踪准确性。实验结果表明：运用最小费用流模型的跟踪器可以对复杂环境下的多个目标进行稳定跟踪,提升了跟踪的鲁棒性。     

基于CameraLink接口高清图像跟踪器设计

针对以前标清摄像机PAL视频分辨率低、容易受干扰、传输延迟,导致图像跟踪器跟踪效果不理想,选用高清摄像机作为图像跟踪器图像输入源。基于高清摄像机CameraLink接口,设计了一款高清图像跟踪器。该图像跟踪器采用全数字接口,处理高清视频,数据处理量大,抗干扰强,提高了跟踪性能。     

CCD相关跟踪器中的32点复数序列FFT研究

分析了CCD相关跟踪器的基本结构,将其应用在中国小行星上天系统,分析了其必要性和重大意义,并针对卫星观测系统中相关跟踪器对高精度实时图像跟踪的要求,通过对各种算法的比较,研究设计了CCD相关跟踪器中的核心模块--利用现场可编程门阵列(FPGA)的快速傅立叶变换(FFT)模块.     

基于广义 Gronwall-Bellman 引理的小型涡扇发动机过渡态控制

针对航空发动机强非线性的特点,将非线性控制理论应用于小型涡扇发动机过渡态控制。基于非线性模型,应用广义Gronwall-Bellman引理设计给定转速跟踪器,该过渡态控制器可在一定范围的转速切换指令下,通过对控制器参数的选取来调节跟踪误差范数边界,使得闭环系统以指数收敛到新平衡状态。应用Lyapunov稳定性定理对该控制器的性能进行验证,在理论上证明了该非线性设计方法的有效性;并以DGEN380发动机为仿真研究对象,对上述控制器进行数值仿真。仿真结果表明设计的发动机过渡态转速跟踪器能满足航空发动机控制系统的动态性能指标,实现了基于非线性模型的简单加速控制,仿真结果验证了该设计方法的有效性。     

虚拟装配环境中的人机交互技术研究

为了解决虚拟装配系统中的人机交互问题,结合虚拟装配环境,给出了数据手套和三维跟踪器的驱动类,阐述了数据手套和三维跟踪器的原始数据获取方法和处理策略.提出了综合使用数据手套和三维跟踪器数据进行手势识别与命令映射的方法;采用非模态的动态透明菜单和对话框作为数据手套和跟踪器的补充方式进行人机交互;讨论了通过虚拟手操作零部件模型的虚拟装配过程.通过开发基于三通道投影的虚拟装配环境,对数据手套、三维跟踪器以及头盔显示器等应用进行了实例验证,验证结果表明上述方法有效可行.     

基于RFID技术的目标对象监控管理系统的设计

介绍了基于RFID技术的目标对象监控管理系统的设计。该系统主要由三大部分构成,监测探头、跟踪器、上位机。该系统采用RFID技术实现对目标对象实时监控、管理和出现未经授权的非法移动时,报警并及时通知相关人员及管理部门,帮助查清目标对象所处方位,尽快的找到丢失重要物件,减少损失。     

高清图像跟踪器设计与实现

摘要：为了提高导引头中图像跟踪器的性能,选用具有Camera Link 接口的高清摄像机作为图像跟踪器的视频输入,设计了一款以DSP FPGA为核心架构的高清图像跟踪器。该图像跟踪器采用全数字式接口,实现了对图像数据的实时采集,目标跟踪,视频输出等功能。     

太阳电池最大功率点跟踪研究

本文根据太阳电池的特性，设计了一种基于“二次插值法”的太阳能电池最大功率跟踪器。并对设计的MPPT控制器进行了测试，实验结果表明它具有较好的跟踪性能。     

基于可调光焦度器件的变焦内窥物镜光学设计

针对内镜外科手术中局部病灶图像不易获得的问题,提出一种基于可调光焦度器件的光学变焦内窥物镜光学设计系统.该系统基于Gauss括号法和内窥物镜变焦原理,推导分析可调光焦度器件的变焦内窥镜的一阶光学控制方程.应用一阶变焦光学理论的解析解和光学设计软件ZEMAX,对内窥镜3个典型变焦位置进行优化设计和成像评价,分析其光学成像能力.结果表明,基于可调光焦度器件的变焦内窥物镜对人体内壁组织变焦放大后具有辨别能力.该光学系统具有无组件移动、响应频率快和体积构造小等优点,可提高内窥镜治疗技术在外科治疗诊断的准确率.     

基于单片机的光学模块准直探测硬件系统设计

阐述了光学模块准直技术的检测原理,并结合实际应用设计了基于单片机的激光装置光学模块的准直探测硬件系统,阐述了其工作原理.该系统探测误差小,功耗小,成本低.     

改善再热机组DEH系统动态性能的措施

在综合研究了各方面的问题后,提出了一种根本改善再热机组液压控制系统动态性能的措施,用简便的装置—同步跟踪器不仅能使系统有良好的稳定性,而且使系统有良好的甩负荷特性,增强了液压控制系统在大功率机组中的生存活力.     

基于光学Morlet小波滤波的指纹边缘增强研究

提出了一种基于光学Morlet小波的指纹滤波方法,给出了Morlet小波滤波器对输入指纹图像实现边缘增强的计算机模拟结果,同时将计算机编程生成的Morlet滤波器应用在光学4f系统中,输出平面将获得指纹图像的边缘提取.实验结果表明:本文给出的这种方法能够达到图像边缘增强的效果,同时又利用了光学方法快速并行的优点.这一研究结果有助于提高指纹识别的速度.     

一种实用的嵌入式DSP视觉跟踪器设计

设计一种用于跟踪一般物体的实用的嵌入式视觉跟踪器,以ＴＭＳ３２０Ｃ３２ＤＳＰ为中央处理器,以ＯＶ７６１０为摄像芯片建立独立的视觉跟踪器硬件模块;以Ｋａｎａｄｅ－Ｌｕｃａｓ光流算法为基础建立基于特征的目标跟踪算法,并使用金宁塔数据结构和启发式搜索算法快速有效地跟踪目标,结果表明使用普通的ＤＳＰ可以实现图像中一般目标的实时跟踪。     

卫星光通信中接收天线的性能分析

为了获得高性能的接收天线以改善卫星光通信的系统性能,基于电磁波辐射理论,分析了接收光学天线的重要参数,研究了卫星光通信中使用单个光学天线及光学天线阵的性能.对单个光学天线的设计进行了优化,分析了单个光学天线及光学天线阵的相关参数之间的关系.通过仿真,不仅论证了星间激光通信需要极精确的指向角度,且可得出结论,在星间激光通信系统的光学终端中使用光学天线阵具有更大的优势.     

三相光学电流传感器的实验研究

提出了一种用于测量电力系统三相电流的光学电流传感器系统，建立了基于法拉第磁致旋光效应的三相光学电流传感器系统的数学模型，对三相光学电流传感器进行了实验研究。实验结果与理论分析的结论是一致的。研究结果对改进三相光学电流传感器的设计，提高三相光学电流传感器的性能具有重要的指导作用。     

基于光学自由曲面的三维位移测量系统

针对数控机床、多轴位移台等多轴系统位移检测中存在的检测方法复杂、测量费用高等问题,利用光学自由曲面具有极大的设计自由度,可简化系统结构、提高系统性能的特点,设计开发了一种基于光学自由曲面的非接触式三维位移测量系统,用于普通机床、多轴位移台等多轴系统位移精度检测.通过设计光学自由曲面基准件,搭建实验平台,建立测量系统的数学模型,完成了测量系统的标定实验、测量系统精度验证实验和三维位移测量实验.结果表明,该测量系统精度达2.8,μm,可用于多轴系统的位移检测.