基于3D梯度投影描述的微表情捕捉与识别

以3D梯度描述为依据,提出了一种基于3D梯度投影描述捕捉微表情关键帧的方法.首先,通过对视频流中面部特征区域的投影梯度方向直方图的直观描述来分析面部表情动作趋势,进而通过直方图的峰值区域捕捉微表情所在的关键帧;然后,运用多尺度多方向的Gabor滤波器组提取微表情特征区域的Gabor图谱,并引入局部二值模式进行特征降维;最后,通过基于梯度量级加权的最近邻算法进行微表情的识别与分类.实验结果表明:该方法摆脱了传统视频流表情分析系统对于动态图像序列进行逐帧检测识别的不足,较为有效地实现了图像序列中微表情关键帧的捕捉与识别,提高了系统的实时性与准确性,基本满足微表情对于系统强实时性的需求.     

基于情感能量模型的表情机器头

首先以心理动力学中的心理能量概念为基础,分析了情感能量以及表示情感状态的相关参数.然后根据情感能量守恒定律,研究了情感能量分配结构的数学表示方法和情感能量分配模型,进一步分析了情绪状态的变化过程,提出了情绪状态刺激转移过程的隐马尔可夫链及其模型算法;利用MATLAB建立相关情感状态变化的仿真研究平台,进一步研究了情感状态的变化规律.最后根据以上情感模型及其变化规律构建出表情机器头的综合研究平台,仿真结果与机器头实验数据的一致,验证了仿真模型的有效性.     

自级联式感应电动机控制系统的研制

描述了自级联式感应电动机的数学模型及其控制系统的结构,研制成功该类电机矢量控制系统样机.根据实验结果,分析了其动态和静态品质,得出此种类型电机控制系统完全可以达到与直流电动机控制系统相同性能的结论,提出了自级联式感应电动机进一步的应用前景.     

基于光流方向信息熵统计的微表情捕捉

以光流法为依据,提出了一种基于光流方向信息熵(entropy of oriented optical flow,EOF)统计的方法捕捉微表情关键帧.首先,采用改进的Horn--Schunck光流法提取视频流中相邻两帧图像的微表情运动特征;其次,采用阈值分析法筛选出投影速度模值较大的光流向量;之后,采用图像信息熵统计光流变化角度,进而得到视频序列的方向信息熵向量,通过对熵向量的分析,实现微表情关键帧捕捉;最后,本实验采用芬兰奥卢大学的SMIC微表情数据库和中国科学院心理研究所傅小兰的CASME微表情数据库作为实验样本,通过与传统的帧差法比较,证明了本文提出的算法优于帧差法,能够较好地表现出微表情变化趋势,为微表情识别提供基础.     

面向老人迟滞性特征的可信情感计算

根据老人认知心理特征中的迟滞性特征,结合基于Gross认知重评的情感计算模型,考虑迟滞性特征对个体情感状态转移的影响,在认知重评参数的基础上,建立迟滞性因子,对当前情感状态下的认知重评能力进行修正,从而对情感计算模型进行有效的修正,使人机交互更加自然和谐.为了实现情感计算模型的可信,结合现场可编程门阵列硬件平台和高级加密标准密码算法对情感计算模型中的老人情感信息进行加密处理,实现情感计算过程中的数据可信.采用可编程片上系统技术在现场可编程门阵列芯片EP4CE115F29C7中搭建功能实现所需的所有硬件组件,结合硬件组件编写逻辑程序并实现高级加密标准密码算法,在情感计算过程中实现数据的实时传输和安全处理,实现可信的情感计算.最后实验结果表明受到迟滞性特征影响下的情感计算模型与老人的真实情感具有高度一致性,且可信计算有助于提升老人的正向情感状态.     

基于中心压力判据的双足步行机器人稳定性研究

本文首先对中心压力判据进行了研究,然后根据双足步行机器人实验平台的实际情况,经过简化,得到了一种双足步行机器人离线动作稳定性的判别方法,并进行了基于位姿矩阵的数学建模。同时通过在机器人脚底加入力传感器的方法,设计了一种简化的在线稳定性判别方法,并将以上两种判稳性检测方法应用到了实际机器人的控制当中。     

基于帧描述及ZMP的双足机器人步态发生器

为了提高仿人双足机器人行走的稳定性及自主性,提出一种基于帧描述及位姿变换的双足步行机器人新型步态生成方法,该方法将一个行走周期细分为14帧,根据机器人的实际结构尺寸并利用几何约束进行步态规划及规划合成。然后根据ZMP(zero moment point)理论及位姿矩阵算法,对所得到的数学建模以及行走过程中的稳定性、智能性等进行了仿真研究。在此基础上完成了基于嵌入式系统的双足机器人系统平台,最后在平台上的实验及仿真结果验证了所提出规划方法的有效性。     

自抗扰控制器在同步电机调速系统中的应用

针对同步电机磁场定向控制系统受负载扰动、电机参数变化影响问题,将自抗扰控制器(ADRC)应用于调速系统中.为解决传统磁链观测器存在的直流偏置和依赖电机参数的问题,提出了基于ADRC的磁链观测器.仿真结果表明:ADRC对负载扰动和参数变化具有较强的鲁棒性,并且响应速度快、超调小,具有优良的稳态和动态性能;改进后的磁链观测器能有效抑制直流偏置和参数变化带来的影响,提高磁链的观测精度.     

多感官群集智能算法及其在前向神经网络训练方面的应用

针对连续域函数优化问题,提出了一种新的全局极大值搜索方法--多感官群集智能算法(multi-sense swarm intelligence algorithm,MSA). 受鱼群算法(artificial fish-swarm algorithm,AFA)和FS算法(free search algorithm,FSA)的启发,MSA的搜索机制将大范围勘察和小范围精确搜索相结合,个体在使用视觉信息快速逼近局部较优解的同时,利用嗅觉信息避免群体过于集中并引导个体向全局较优解方向移动. 仿真结果证明:MSA鲁棒性较强,全局收敛性好,收敛速度较快,收敛精度较高. 最后,将该方法应用于前向神经网络训练,结果表明满足应用要求.     

一种仿人足球机器人目标定位与追踪算法

基于仿人足球机器人嵌入式系统结构,对目标定位和跟踪算法进行改进,提出一种适用于嵌入式全自主型机器人的颜色识别算法.首先,改进通用的颜色识别过程方法,添加目标特征统计学习,使足球机器人能够脱离PC机进行自主的目标颜色特征阈值设定;其次,简化基于嵌入式单目视觉系统下的目标定位算法,并通过扩大首帧搜索区域或加入形状检测的方法...