基于鲁棒统计量的运动检测与目标跟踪策略

提出了一种基于鲁棒统计量的运动检测方法。该方法通过对全局运动的鲁棒估计和对残差进行假设检验的方法来检测运动物体区域。为了消除遮挡效应的影响,提高算法的精度,在检测过程中,利用双向运动估计的方法来对残差进行归一化。在此基础上,提出了一种鲁棒主动轮廓模型,用于跟踪运动物体轮廓,并采用LevelSet方法对该模型进行求解。实际视频的实验结果表明,该方法能够可靠、准确的检测与跟踪运动物体。     

基于SPH的运动物体与水交互仿真建模方法

提出一种基于SPH的运动物体与水交互的仿真建模方法。该方法以坠落物体为例,对物体和水进行粒子化,建立物体粒子与水粒子的受力分析模型和状态更新方法,以及粒子与障碍物的碰撞检测方法,并基于MarchingCubes算法从水粒子的数据中抽取出水的自由运动表面,完成水面绘制。实验结果表明,该方法能获得比较真实的仿真效果,且当粒子数量低于6000个时,可达到实时仿真的速率。     

不完全维修条件下的视情维修优化模型

针对实际工作中系统无法通过维修手段恢复如新的情况,利用离散状态的马尔可夫过程,将一类基本的不完全维修模型与视情维修理论相结合,建立了劣化系统在不完全维修条件下的视情维修模型。根据马氏过程平稳状态下的统计平衡原理,提出了求解系统稳态可用度的一类解析算法,并在此基础上,以系统稳态可用度最大为优化目标,确立了不完全维修条件下劣化系统的最佳检测间隔时间和视情维修阀值。最后,通过具体算例验证了了模型与算法的可行性。     

突变地形下的复合结构移动越障机器人运动学建模与仿真

移动越障机器人可以攀越突变障碍,实现野外环境下的灵活机动。和普通移动机器人在平坦表面上的运动不同,其在越障过程中具有独特的运动情况。提出了一种复合结构移动越障机器人,建立其越障状态下的逆运动学模型,对运动特性进行了解析,基于路径跟踪运动的仿真研究验证了该模型的有效性和正确性。     

平面自由运动半物理仿真系统的初始条件实现

提出了一种平面自由运动半物理仿真系统的设计,对系统仿真试验的初始条件形成过程进行了具体阐述。系统中应用了一种平面两自由度直角坐标运动装置,用于完成系统驱动及速度和位置控制,同时这种运动装置能够进行直角坐标跟随运动,并与其末端测量机构共同实现对平面自由运动物体的高精度大范围位姿测量。建立了系统的运动学模型,并设计相应的控制算法实现试验所需的运动过程,采用半闭环和闭环相结合的方法有效控制系统的末端累积误差;针对提出的复合测量方法,建立了测量原理的数学模型,并进行了精度分析和仿真计算。实验证明这种设计和相应的控制测量方法合理可行。     

基于数值微分技术构造鲁棒估计模型的方法及其应用仿真

在研究宏观空间运动特性的基础上，利用数值微分作为表达工具描述未知运动过程的动态特性，构造了数值微分型滤波模型（NDFM）和数值微分型滤波－预报联合模型（NDFPM）。这种方法能根据各种应用要求对动态特性完全未知的运动过程建立结构简单、鲁棒性强的估计模型，而且容易选择估计算法获得满意的性能。本文对未知扰动作用下的被控过程建立NDFM并实现状态重构和扰动补偿；对动态未知的被跟踪目标建立NDFPM并估计出运动参数的当前值和一步预报值。仿真结果表明这两种模型具有较强的鲁棒性和满意的估计精度。     

有向网络的最小流问题及其分枝定界解法

在以人为运动主体的交通网络中，堵塞是经济发生的现象。本文研究的网络最小流是指网络中发生最严重堵塞状态时通过网络的最大流量，它是设计和运行效能网络，特别是紧急疏散网络的参数。     

一种新的基于模糊预测的实时运动跟踪算法

针对模糊规则基难以自动在线设计问题,提出一种利用观测数据直接构造模糊规则基中心的新方法,并将其用于对运动过程的准确预测。该方法首先用较少的有限次状态和误差的观测数据,在不同时刻直接构造状态和误差的模糊规则基中心,然后,根据最大熵原理,求取当前状态的隶属度函数值。为使此方法适合于不同状态的运动跟踪,在确定最大熵原理的关键参数中,不使用经验方法,而利用粒子群算法在规定的进化代数内求取参数,在保证实时性要求的前提下,完成对参数的优化。为提高模糊推理的精确性,在模糊推理中设计加权因子,对下时刻的状态和预测误差进行预测,利用预测误差对预测状态进行修正。预测误差仅由有限次测量数据决定,消除了误差累积现象。分别对两类不同的运动进行对比跟踪实验,结果表明,此方法具有对先验知识的弱依赖性,较强的实时性和较高的预测精度。     

基于渗透理论的林火蔓延模型研究

森林是生态系统的重要组成部分,是人类生存和可持续发展的宝贵资源。一旦发生森林火灾,将给森林生态系统和人类生命财产带来重大损失。通过分析渗透理论的思想,提出了基于二维渗透网格的森林火灾蔓延模型和相应的仿真算法,用来模拟森林树木的分布情况以及林火蔓延过程。理论分析与仿真实验结果表明,当网格单元处于开状态的概率接近0.6时,存在最大渗透簇。提出的模型较好地反映了森林分布密度对于火灾蔓延的影响规律,能对森林防火演练、火灾扑救、灾后损失评估以及森林资源管理起到一定的指导作用。与以往同类算法相比,提出的仿真算法降低了时间复杂度,算法效率有较大提高。     

基于DRL和自由步态的六足机器人运动规划研究

为提高六足机器人在非结构环境下的通过率和运动性能,提出一种基于DRL和自由步态规划器的多接触运动规划算法。自由步态规划器获取目标状态下可达落足点从而输出最优步态序列;利用DRL训练得到六足机器人在随机生成的梅花桩环境中的质心运动策略。为了保证机器人在运动过程中相邻状态之间的可达性,利用状态转移可行性模型对状态转移可行性进行判定,实现六足机器人在不同宽度沟壑梅花桩环境下的落脚点规划。仿真与样机实验表明：多接触运动规划算法能够让机器人快速平稳地从起点到达目标区域,并自动调整步态模式以应对不同环境下随机分布的梅花桩。     

目标规划模型的知识表示与XPGP搜索算法研究

针对目标规划问题的建模与求解的问题，通过剖析目标规划数学模型的结构特征及其模型求解过程的状态转移规律，以及目标规划的求解原理与人工智能的状态空间理论分析对比，扩展人工智能状态空间三要素表示体系，提出了一种基于状态空间理论的目标规划模型的知识表示方法——Mpsp法；根据线性目标规划模型的结构和求解特点，提出了线性目标规划知识化模型改进的宽度优先搜索算法——XPGP搜索算法。本项研究使目标规划的应用研究朝着知识化、智能化方向迈进一步，充实了智能运筹学这一新学科的研究基础。     

太阳帆板故障模式展开动力学仿真

基于ADAMS软件，对柔性太阳帆板展开与锁定过程进行了动力学仿真分析，详细地研究了太阳帆板展开与锁定过程对航天器本体姿态运动的影响，并且重点研究了两种典型故障模式下太阳帆板展开与锁定过程对航天器本体姿态运动的影响，一种故障模式为一侧两块太阳帆板故障，另一侧太阳帆板正常展开；另一种故障模式为有一块太阳帆板展开机构故障，由同步机构协调展开。给出了航天器本体姿态运动以及太阳帆板展开过程动力学特性等仿真结果，并初步提出了故障模式下的动力学辅助展开策略的建议，对航天器姿态控制系统的设计以及地面试验提供了参考和依据。     

基于脉冲耦合神经网络的Live wire新方法的仿真研究

提出了一种基于脉冲耦合神经网络(PCNN)的Live wire分割新方法,Live wire方法是把图像当作一个连通图,在边上定义一个代价函数,然后通过搜索最短路径来找物体的边界,把用户指定的物体边界上的两点之间的最短路径当作物体的边界。最短路径是Live wire方法的重要步骤,本文在介绍脉冲耦合神经网络的基本工作原理和特性的基础上,将改进的脉冲耦合神经网络算法引入到Live wire边缘检测的算法中,用于最短路径算法的研究。并在改进算法中应用路径封锁和在线训练来提高算法的准确性和应用性。     

虚拟装备仿真训练系统中的一种行为建模方法

首先分析了虚拟现实系统的自主性特点,要使得虚拟环境中物体具备自主性需要建立相应物体的其物理行为模型,对其物理行为进行仿真,从而确定虚拟环境中物体的状态。在构建特定的VR系统时,人作为参与者必须按照一定的规则和虚拟环境中的物体进行交互,尤其在虚拟装备仿真训练系统中,建立相应的操作行为模型以确定环境中物体行为和反应。本文提出了一种基于规则的行为建模方法,已成功应用于某大型武器装备虚拟仿真训练系统,提高了系统的沉浸感和交互性。     

检测低信噪比运动目标的改进DP算法

研究了用于检测低信噪比目标的动态规划(dynamic programming, DP)算法。鉴于传统各DP算法对低信噪比运动目标的检测能力较弱的问题,提出了一种改进算法。该算法利用二阶Markov模型描述目标的状态转移过程,并在此基础上将DP的目标寻优过程改进为一系列二维寻优的嵌套。这样,在充分考虑目标的各种运动可能性的前提下,改进算法仍能具有较小的目标搜索范围,从而改善了DP对低信噪比运动目标的检测性能。     

高速运动物体的计算机红外成像仿真

高速运动学物体的计算机红外成像仿真在国防、军事、遥感探测等许多领域有着广泛的应用价值。本文从红外物理学、流体力学、空气动力学以及传热学的基本理论出发,通过分析高速运动物体表面与流体之间的传热过程以及其它影响春红外成像的因素,提出了一个精确地反映气动加热作用机理的、简化的高速运动物体的计算机红外成像仿真模型。从实验结果看,该模型的红外仿真效果较理想。     

基于控制论的中医学四时五脏系统稳态性能仿真

为深入研究机体的稳态机制，本文以中医学四时五脏功能系统为对象，对生理态附近的五脏相互作用进行了线性近似，对生理态下五脏系统的动态稳定性、外部随机扰动、以及环境中四时因素对五脏的影响在Matlab下进行了仿真。结果发现依据五脏促进、制约的相互作用，机体在生理状态的一定条件下能够形成较大幅度的稳态机制，并且能够实现五脏功能随时间变化的性质，从而提示了机体五脏功能系统及四时五脏相互作用的控制论机理。     

流域系统水文动态过程的辨识和仿真

基于闭合流域系统水量输入输出平衡原理，推导出流域系统水文动态过程理想状态的原理模型。研究对象入为作用在近40年相对变化不大，而森林状态变化较大的流域，惧流域内连续30多年的水文气象观测资料，以5年为一组数据，对流域系统不同时期的水文动态过程作了辨识和仿真，比较不同时期水文动态过程特征与森林状态，给出森林水文作用的评估。     

利用光流预测的增强现实系统注册方法

针对目前增强现实领域由于系统延时造成的注册误差问题，提出了采用彩色标志点的光流场估计运动参数预测图象位置，结合平面四点注册算法确定运动物体与摄像机间相对位姿的算法。并把该算法应用于以视频透射式头盔显示器为主的增强现实系统中。该系统结构简单、轻便、实用性强、易于实现。一般情况下只需四个平面标志物就可实现运动物体的三维跟踪注册；工作范围大，甚至可以应用到室外的增强现实系统中；数值求解过程是线性过程，误差小，可以满足增强现实系统高精度三维注册的要求。     

基于稳态自适应技术的水下机器人系统在线辨识

针对水下机器人运动和作业过程中的有效载荷变化使得机器人动态特性也相应地发生变化的特点,以开架式无缆水下机器人为研究对象,在对其动力学模型进行简化的基础上,提出了一种基于稳态自适应技术的在线参数辨识方法,进行了与基于最小二乘法的离线参数辨识的对比实验以及水下机器人特性发生变化时的在线辨识实验,水池实验结果验证了基于稳态自适应技术的参数在线辨识方法对开架式水下机器人进行系统辨识的有效性和可行性.