基于Leap Motion的仿生机械臂交互控制系统研制

针对目前仿生机械臂控制系统在自然交互性和效率方面存在的问题,该文设计了一种基于Leap Motion体感技术的仿生机械臂控制系统。采用Leap Motion对操作者手部关键点空间坐标进行采集,提出了一种新型的手部姿态算法,将空间坐标转化为手部的角度参数,控制机械臂完成同步仿生运动。实验测试结果表明,该系统可实时控制机械臂较为准确地模拟人体手臂的大多数动作。     

基于数字罗盘的移动机械臂平台开门系统研究

开门研究对于拓展机器人工作环境具有重要意义。本文将体感传感器与数字罗盘引入移动机械臂平台控制系统中,利用体感传感器获取门把手的距离信息,利用数字罗盘获取平台的方位角信息,在VS2008环境下编写了基于体感传感器和数字罗盘的控制软件,使移动机械臂平台能按照正确的运动轨迹接近门把手并完成开门动作。开门实验结果表明,引入数字罗盘的开门方法提高了移动机械臂平台的开门成功率。     

基于质量评价的运动跟踪数据融合方法

为提高人体运动跟踪系统的性能,将多源传感器数据进行融合。文章针对惯性传感器和Kinect体感传感器,给出了基于可信度、人体骨骼模型生理约束、运动约束和滤波误差的质量评价方法,设计了多传感器融合情况下的质量评价函数,提出了一种基于质量评价函数的运动跟踪数据融合算法。在滑动窗口内基于各传感器连续可信帧进行度量,作为数据融合时的质量因子。实验表明当Kinect或惯性传感器的数据出现较大误差时,通过融合算法提高了系统鲁棒性。     

基于惯性传感器与模拟传感器的据枪数据捕捉系统设计

为了实现对作训人员射击训练数据的实时捕捉,提高作训人员射击训练效果,设计实现了一种基于惯性传感器与模拟传感器的据枪数据捕捉系统。对数据捕捉系统的原理、组成以及数据处理进行了研究,采用四元数的方法实现了对姿态数据的融合与解算。通过系统下位机将捕捉到的动作数据进行采集并通过无线通信将数据传输至上位机进行实时显示。实验表明,该系统能够实时捕捉当前作训人员的据枪射击数据,数据准确、直观,使用价值高,取得了良好效果,大幅度提升了训练效率。     

基于FPGA的机器人正逆运动学算法实现

针对主-从式手术机器人在运动控制中的高速计算需求,利用FPGA技术构建了专用的机器人主-从手臂的运动学硬件模型,在微秒级的时间内实现了复杂的主机械臂模型正解和从机械臂模型逆解的计算,实际实验结果表明:由FPGA实现的机械臂正、逆运动学计算与理论计算结果相一致,计算误差能够满足系统的控制要求.该方案降低了机器人运动学算法的计算时间.     

一种头部姿态控制型智能机械臂装置

为了帮助部分残障人士提高生活自理能力,设计了一种姿态控制型智能机械臂装置.该装置的前端监测模块以STM32F103微处理器为核心,使用MPU6050传感器采集头部姿态数据,处理后经WiFi送出;装置的执行控制模块则以STM32F407微处理器为核心,以WiFi模块接收采集数据,控制机械臂做出相应动作;装置还可以通过手机App,实现由语音识别控制整个装置的启停,以及机械爪的开合等功能.装置的各模块都通过无线局域网互联互通,安装灵活方便.经实际测试可见,通过头部运动及语音指令,该装置能够控制机械臂准确完成对物体的抓取、移动及释放等动作,达到了模拟手臂基本功能的效果.     

基于子动作特征矩阵与DTW算法的手臂动作识别方法

为了建立助残手控制与手臂运动之间的联系,结合惯性测量单元,提出了一种基于子动作特征矩阵和动态时间规整(DTW)算法的手臂动作识别方法.首先建立手臂连杆运动模型,使用正向运动学理论解算出手臂末端的空间位置;接着分析了手臂末端角速度、空间位置变化,发现连续的手臂动作可根据动作的活跃程度拆解为若干子动作,并构造子动作特征矩阵;最后采用基于子动作特征矩阵的DTW算法,对6种生活中常见的手臂动作进行分类识别.实验结果表明,与传统基于时间序列的DTW动作识别方法相比,基于子动作特征矩阵的方法识别准确率由96.9％提高至99.4％,识别耗时减少到0.1 s之内,更具实用价值.     

多传感器融合定位控制系统设计

为实现水田作业机械的精确定位,在惯性传感器定位的基础上,设计了一套基于激光的多传感器融合定位系统.该系统以激光、陀螺仪与编码盘等传感器模块为硬件基础,结合卡尔曼滤波算法实现了多传感器的数据融合.试验结果表明:在50 m×50 m的测试范围内,静态定位误差小于10 cm,系统定位可靠,精度较高,达到了预期研究目标.     

基于蚁群神经网络的两级信息融合算法

为了保证地下车库空气质量的同时尽量降低系统能耗,针对地库环境监测系统,提出了一种基于蚁群神经网络的两级数据融合算法TLIFA-ACOBP,该算法将分簇结构与神经网络模型有效结合,设计了一个基于分簇的无线传感器网络两级数据融合模型.首先运用蚁群优化(ACO)算法对BP神经网络的权值进行优化,并将优化后的蚁群神经网络用于无线传感器网络的信息融合.通过对簇成员节点采集到的原始数据进行两级融合处理,只将代表原始数据的少量特征值发送给汇聚节点,大幅度减少节点数据通信量,提高了数据传输效率,同时降低了系统能耗.     

基于惯性测量器件的无线步态分析平台

步态定量测量方法应用于许多领域,如临床医学、双足机器人控制等.采用惯性测量单元结合无线传感器网络建立了一个步态分析平台,将两个无线惯性测量单元传感器节点分别绑定在左右双侧脚踝,以同时采集双脚运动过程中的加速度和角速度信号,并将其通过无线方式发送到远程终端.通过模式识别、时间序列分析、阈值检测和零速修正等多种数据融合方法计算步态参数,并通过融合双足传感器数据得到双支撑相、双脚步行周期等重要的双足步态参数,其中双支撑相参数对人体日常动作的识别有重要意义.实验结果显示该研究具有较高的计算精度.     

广义Hamilton系统与梯度系统

广义Hamilton系统-9梯度系统是两类不同的重要动力学系统．本文研究这两类系统的关系．首先,给出广义Hamilton系统,它是Hamilton系统的一种推广,而Birkhoff系统在一定条件下可成为广义Hamilton系统;其次,研究梯度系统及其意义;最后,研究两类系统的关系,并举例说明结果的应用．     

一种对文件系统透明的网络存储系统

提出了一种基于TCP／IP协议的对文件系统透明的网络存储系统．其透明性体现在两个方面：a．对用户透明，用户象访问本地磁盘一样访问远程网络存储空间；b．文件系统对存储服务器透明，存储服务器只针对数据块进行处理，从而减轻了用户和服务器的存储管理负担．在实现单用户对多存储空间、多用户对同一存储空间技术的基础上，系统具有数据备份、共享存储的基本功能，为实现复杂的网络存储提供了一个开发平台。     

基于对象存储系统的对象文件系统设计

基于对象文件系统是建立在对象存储系统上的一种应用，它利用对象的特点对数据进行存储和管理．基于对象文件系统由客户端、元数据服务器和基于对象存储设备组成，通过对系统的各部分进行分析，设计并实现了基于对象文件系统．通过对不同文件大小、不同文件分块大小条件下文件系统的性能进行测试分析，找出系统的数据传输瓶颈，使用以对象属性为导向的缓存和预取技术以及聚合读写的方法对文件系统进行了优化．优化后读写吞吐率分别提高了60Mbyte／s和40Mbyte／s。     

梁桥结构损伤系统识别

基于梁桥的静态试验数据,采用系统识别原理,提出了一种梁桥结构损伤的识别方法。结合一五跨连续梁桥结构,进行了数值分析,取得了满意的识别结果,表明该方法具有较好的收敛性和可靠性。     

Musepower系统的不足及Gdlis系统解决方案

对两种图书馆文献集成管理系统Musepower与Gdlis系统功能进行了分析,重点就客户端操作系统进行比较,针对Musepower系统在实际利用过程中存在的问题及利用Gdlis系统提出解决方案。     

基于嵌入式系统的家庭病床远程医疗服务系统

提出了一个由ARM系列微处理器S3C44B0X与MC35 GPRS模块构成的家庭病床远程医疗系统.介绍了S3C44B0X及MC35的性能特点、系统的组成原理,以及主要外围接口电路的设计和软件设计架构,给出了GPRS模块的软件配置方法.经过实验测试表明,系统在实际中取得了良好的效果.     

水印技术在社保网上办公中的应用

针对现存社会保险网上办公系统安全漏洞，提出了包括HASH要、数字签名及认证、信息隐藏在内的水印技术方案，并使用VC 实现了此方案，应用于社会保险网上办公系统中，解决了上报材料的身份验证和非否认性问题。     

基于嵌入式系统的音频点播系统

介绍一种基于嵌入式系统的C／S结构音频点播系统，它将MP3音频文件集中存储在网络服务器上，利用自主开发的MP3播放终端进行网络点播，并重点介绍基于uClinux的嵌入式MP3播放终端的设计。这种音频点播系统可以广泛应用在卡拉OK厅、语音教室和公共广播等许多场所。     

应用系统自动生成研究

结构化、面向对象、基于组件等都是比较成熟的程序设计方法.借助这些方法的实现机理以及原型和分层思想以应用领域的业务元数据为依据,自动生成符合规范的程序代码,将推动程序设计方法和程序代码自动生成技术的进一步发展.而以此为基础的软件开发方法可有效地缩短开发时间、降低开发成本以及提高产品质量,解决当前软件工程领域存在的特色问题.     

电力系统故障分析创造力支持系统

面向复杂巨系统即电力系统的故障分析,提出了基于创造力支持系统理论方法实现电力系统故障分析.介绍了创造力和创造力支持系统的基本概念;创造力支持系统的组成和体系结构包括:主题、人、范围、知识、方法、模型和计算机系统;讨论了电力系统故障分析的复杂性及相关模型即谐波分析模型、序分量模型、矢量分析模型和稳定计算模型;基于电力系统公共信息模型和数字化设备模型,建立了电力系统故障分析创造力支持模型,建造了电力系统故障分析创造力支持原型系统,并在实际故障分析中得到应用,取得了良好的效果.