扑翼微型飞行器自适应鲁棒姿态控制

给出了扑翼微型飞行器姿态控制系统的数学模型,并提出了一种自适应鲁棒控制的新方法。飞行过程的复杂性使得姿态控制器的设计极具挑战性,主要困难是系统表现为非线性、不确定性、多变量参数耦合以及各种干扰。由于自适应鲁棒控制不依赖系统的精确数学模型,所以将系统分为名义模型、结构不确定性和非结构不确定性,对其分别设计直接反馈控制器、自适应控制器和鲁棒控制器,并用李亚普诺夫定理分析了系统的稳定性。仿真结果证实了所提方法的有效性。     

航空摄影科技发展成就与未来展望

在过去的一个半多世纪,航空摄影测量取得了许多重大的成就,经历了模拟摄影测量阶段、解析摄影测量阶段和数字摄影测量阶段,革新了空间数据获取的技术方法,显示出了航空摄影巨大的生命力和影响力。文章介绍了国外航空摄影近几十年在数字摄影测量工作站、胶片航空摄影仪、数字航空摄影仪等方面取得的巨大成就。在航空摄影发展的历史中,我国数字摄影测量工作站也成为其具有典型代表性的标志。因应当前航空摄影测量的发展和应用需要,本文着重对具有自主知识产权的SWDC-4数字航空数码相机进行了阐述。文章最后讨论了航空摄影的3个发展趋势,意在与广大读者一起探讨航空摄影的未来。     

基于图像的3D场景重建

给出了用DSP实现基于图像的3D场景重建的方法和步骤.3D场景重建主要由摄像机标定、图像采集和基于图像的重建3个部分组成.在摄像机标定中,使用摄像机作为测量装置来确定它的内部和外部参数,比对摄像机直接进行测量更为方便;利用摄像机、SEED-VPM642实时图像处理应用平台和PC机构成的系统进行图像采集,DSP芯片与PC机的图像传输采用PCI通信实现;采用体素着色(Voxel Coloring)方法实现3D场景重建,使现实物体在计算机虚拟世界中得以重现.     

数码相机外部参数直角三点标定方法的研究

提出了采用成直角关系的3点作为标定装置来求解数码相机的外部参数。该方法是利用三角形标定装置的成像过程,建立一个与标定装置相似的三角形,再利用直角三角形两直角边正交的特点,建立数码机外部参数的数学模型。推导了数码相机拍摄图像时的外部参数矩阵中各参变量的计算公式。实验证明了这种方法的可行性和实用性。     

ADS40数字航摄仪在煤炭行业中的应用

介绍了ADS40数字航摄仪的原理,阐述了ADS40数字航摄仪在煤矿监测方面和数字矿山建设方面的应用情况。     

激光光束质量分析与参数测量实验

应用CCD阵列配合图像处理软件实时获取了波长为632.8nm的He-Ne激光光斑,通过数值方法确定了该He-Ne激光的光腰半径及远场发散角,测量结果与理论数据相符。实验加深了学生对高斯光束基础理论的理解,并提高了学生的实验室动手能力。     

基于Hamaker假设的黏着接触弹性模型

为研究微纳米系统中的黏着接触问题，基于Hamaker假设和Lennard-Jones的势能定律，通过积分方法得到了球体与平面间的黏着力，同时结合经典弹性理论建立了一种新型的球体与平面黏着接触的弹性模型．该模型可以同时得到平面轮廓随间距的变形过程及黏着力和平面变形量随间距的变化规律，当球体半径较大时，所建模型与基于Derjaguin近似的黏着模型给出的结果基本一致，随着球体半径的逐渐减小，2种模型的差异逐渐增大，这是由于Derjaguin近似的误差随球体半径的减小而增大引起的．因此，当球体的半径趋近纳米级时，基于Hamaker假设的黏着接触模型消除了Derjaguin近似所带来的误差，可以更加准确地给出黏着力和平面变形量随间距的变化规律．     

基于ICCD的微光成像建模与仿真

分析了ICCD相机的光谱辐射响应和空间响应特性,建立了ICCD相机的数学模型,包括:亮度模型、MTF模型和噪声模型.研究了地面光谱反射特性和光照强度对微光图像对比度的影响,导出了包含ICCD相机综合特性的图像仿真方程.并在此基础上,提出了基于日间航拍图像的微光图像仿真方案.仿真实验结果说明了该方案的有效性.     

仿生六足机器人步态规划策略实验研究

采用日本弓背蚁进行常规步态实验学研究和仿生学探索,通过对高速数字摄像机采样结果的判断和分析,发现了蚂蚁后足的滑行过程并定义为“滑动相“.此外,还针对蚂蚁直线前进步态给出了合理的步态关系表达式,通过与周期规则步态的对比证明了该式的现实可行性,为仿生六足机器人进行周期不规则步态的规划奠定了理论基础.所采用的实验学研究和仿生学探索相结合的方法能有效提高仿生机器人的技术水平.     

诱导顶板崩落时变力学模型的建立与应用

运用时变力学理论,针对大厂铜坑矿顶板诱导崩落试验采场的地质特征,建立有限元基本方程和时变力学模型,采用多步骤开挖的准时变力学有限元方法,模拟不同顶板诱导失稳崩落模式下的塑性区发展、东西预裂硐室与崩顶硐室的安全系数,对比研究确定顶板诱导可控失稳崩落的诱导模式,即先预裂爆破后切顶诱导崩落,其塑性区主要控制在东西两条预裂缝之间,垂直向达到顶板上方58m处,最小安全系数为1.1。采用数字式全景钻孔摄像技术,对铜坑矿顶板诱导崩落实验采场的顶板围岩诱导效果进行可视化监测。发现生成20～40mm宽的预裂缝,在顶板围岩中出现大量"X"型次生裂隙。实践结果表明,该模式可以有效地实施顶板的诱导可控失稳崩落。