新型啮合式电动机全数字化控制系统设计

以一种新型啮合式电动机为研究对象,设计了一种结构简单、性能可靠的全数字化电机控制统。系统采用TMS320F240为主控单元,详细介绍了系统的结构组成和工作原理,包括啮合式电机驱动电路,电流、电压检测电路,位置/速度检测电路。该系统可以实现电机位置、速度的开环或闭环控制。以速度闭环控制为例,介绍了系统控制算法的设计。最后用试验结果检验了控制系统的闭环调速性能。     

多投影面显示系统亮度均衡的实现

由多个投影面形成的大屏幕显示系统存在诸如不同的投影机之间的亮度响应不一致、拼接重叠区的高亮带以及同一个投影面内的亮度差异等亮度不平衡的问题。针对这些问题,分别采用了直接逼近、二次曲线衰减及μ比例修正算法和相应的实现方法,对这类显示系统的投影面间的亮度匹配、边缘融合以及投影面内的亮度均衡进行实现,并提出亮度偏差对均衡效果进行衡量。     

一种多通道曲面投影系统的几何校正方法

几何失真校正技术是虚拟现实投影系统中的关键技术之一,文章针对曲面多通道大屏幕投影显示系统,提出了一种在极坐标系中基于纹理贴图的几何校正方法。该方法采用角等分原则将二维纹理网格化后在三维坐标系中进行贴图从而实现几何校正,可以适用于投影面为柱面、球面、极坐标参数曲面以及投影机非正投影等情况。试验结果表明该方法能够快速的完成几何畸变校正和通道间的拼接融合,具有良好的实际应用价值。     

多投影面沉浸式虚拟环境的快速构建方法

针对多投影面沉浸式虚拟环境构建过程中几何校正、边缘融合过程的调试和维护繁琐、费时的实际情况,采用基于相机反馈的方法实现了投影面图像在曲面屏幕上的畸变校正以及多投影面画面之间的对齐校正和边缘亮度融合,给出了一种快速构建小型多投影面沉浸式虚拟环境系统的实现方法。最后给出实验结果,证明了此方法对解决多投影面沉浸式虚拟环境系统几何校正和边缘融合问题的有效性。     

基于在线重建的遥操作预测显示系统

为了提高遥操作的操作效率,采用一种基于单目视觉的预测显示方法来解决时延导致的视觉反馈滞后问题.该方法通过基于地图的相机位姿估计算法来实时跟踪机器人的状态,在线构建机器人工作环境的三维几何结构模型,并结合多纹理映射技术进行渲染,将模型重投影到预测视点下,得到逼真的预测图像.搭建了一个基于客户端-服务器端模式的系统平台,用于未知环境下的遥操作.结果表明,在总长为7.112 m的摄像机运动轨迹中,位姿跟踪的平均误差约为0.015 m.该系统不仅能提供预测图像,而且支持生成任意视点的图像,有利于操作者从各个角度观察机器人工作场景.     

自行车仿真健身器的设计与实现

基于虚拟现实技术设计了一个健身车仿真器VR-BWS并加以实现，该系统以健身车作为人机交互的工具，综合运用了传感器技术、DSP控制技术、三维建模技术和碰撞检测技术，并通过立体显示等多通道交互技术实现了人在虚拟环境中的漫游，参与者在由计算机构造的虚拟场景中获得了如同在真实环境中骑车的体验。     

并联微动机器人的研究现状

阐述了微／纳米技术的发展对微动机器人进行研究的意义，分析了国内外微动机器人尤其是并联微动机器人的研究现状．对并联机器人的机构类型、运动学性能、静力学和静刚度性能、动力学、精度、运动学标定以及微动机器人的系统检测和测试进行了分析研究．提出了进一步研究的内容和任务，得出了新型结构并联微动机器人系统开发的研究方法和技术路线．     

高临场感多投影面虚拟环境系统的设计与实现

给出了高临场感多投影面虚拟环境系统的体系结构，研究了系统构建中的立体显示、图形分割、画面同步、几何校正、颜色校正等关键问题；采用基于联网PC驱动的技术、利用中低端的投影机和低性能网络设备，构建了一个五通道的220度宽视场角多投影面虚拟环境应用验证系统，获得了良好的画面整体一致性效果和高度的沉浸感。     

并行分布式增强现实场景仿真系统的构建

针对空间舱内机器人遥操作对仿真信息反馈速度以及用户视野方面的要求,提出了一种并行分布式的增强场景构建体系结构.系统基于静态增强现实技术,通过同步控制机制和网络数据传输,采用多组相机协同拍摄场景图像,多个处理节点并行地进行三维注册和虚实图像融合处理,拼接得到的宽视场角融合图像经过220度多投影面大型环幕立体显示系统输出显示.实验结果证明本系统具有实时、宽视场、高沉浸感和扩展灵活的特点.     

球形机器人水下系泊状态水流干扰运动分析

为了使球形机器人能在复杂水域安全工作和利用能量,对其锚定状态下受水流干扰的运动规律进行分析.首先针对机器人的形体结构特点,应用线性波理论和Morision方程对流体载荷进行描述,并以机器人锚定系统方程为基础,引入波浪水动力、重摆扰动力和绳索弹性力项,建立了球形水下机器人锚定状态波流联合激励的动力学模型.然后在搭建的虚拟仿真验证系统中对机器人的位移、绳索拉力和重摆摆角进行仿真和验证,总结出绳索锚定角和拉力随流速增加呈非线性变化规律及机器人在波浪幅值影响下的波动特性,结合绳索张紧和松弛状态交替现象分析绳索拉力和重摆摆角异常波动原因.研究结果为球形机器人对流体波浪能的吸收和转化提供理论基础.