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.     

等温气体雷诺方程差分方程的一种新解法

本文提出了一种求解非线性等温气体雷诺方程差分方程的新方法。数值试验的结果表明,该方法和程序可行,具有物理概念明晰,计算速度快,对初值的选取没有严格要求和节省计算机内存的特点。     

改进的基于测地线的机器人轨迹规划方法

针对机器人运动规划过程中测地线微分方程初始条件的确定问题,提出一种基于微分运动的初始条件求解方法.该方法通过对比分析黎曼空间与三维空间中机器人末端运动轨迹,确定两者之间的空间对应关系,在此基础上建立测地线微分方程初始条件的求解模型.最后,以2自由度机器人为例,对比验证该方法的有效性.研究结果表明:该模型解决了以往采用线性搜索方法求解微分方程初始条件所造成的求解不确定性问题.     

面向轨迹跟踪任务的机器人运动可靠性评估

针对轨迹跟踪任务,阐述了机器人运动可靠性与末端定位精度的数学关系,分析了定位精度的影响因素,建立了面向轨迹跟踪任务的机器人运动可靠性通用模型。引入等效极值原则,将模型求解的多维积分问题转化为一维积分问题,实现了模型的简化求解。以八自由度模块化机器人为研究对象开展仿真研究,实现了典型轨迹跟踪任务的运动可靠性定量评估;在引入相同误差的情况下,深入分析了各因素对运动可靠性的影响情况,分析结果为轨迹跟踪任务的优化控制提供了理论依据。     

可证明安全的轻量级无服务型RFID安全搜索协议

针对RFID标签搜索过程中产生的安全与隐私问题,设计了一个轻量级无服务型RFID安全搜索协议.通过严格时间戳的方式对移动读写器的时间权限进行管理,提出松散时间戳和HASH函数相结合的方式对无线信道进行安全防护,其利用HASH函数的单向性保证了协议消息的完整性和保密性,利用碰撞原理实现了可调节的隐私强度及搜索效率.在UC框架下证明了协议满足通用可组合安全性,使得协议可运行在并发环境当中,在标准安全模型下证明了协议满足抵抗重放、去同步、跟踪及匿名性等攻击方式,提出的搜索协议具有强安全性和强隐私性.     

基于位图构建的RFID自适应N树防碰撞算法

摘要： 针对无线射频识别技术（RFID）共享信道多路访问导致的碰撞问题,提出两种基于位图构建的RFID自适应N树(N为子树个数）防碰撞算法--单帧位图跟踪N树算法(SFBTNA)和多帧位图跟踪N树算法(MFBTNA).利用极大似然位跟踪标签数估算法(MLBE)估算标签数量;在MLBE基础上提出了探针法构建位图,SFBTNA算法根据位图在单帧内自适应调整最优N值并构建N树,而MFBTNA算法则逐帧调整最优N值并构建多个N树.同时,对N树下的子树利用跟踪树算法(CT)识别,位图与跟踪树的结合使用极大降低了碰撞时隙的影响.理论分析和仿真实验表明,提出的两种算法的性能明显优于现有防碰撞算法.     

空间机械臂关节积分反演滑模控制研究

针对受到不确定因素影响的空间机械臂关节,设计积分反演(backstepping)滑模控制器进行了精确轨迹控制研究,在反演镇定函数中综合积分项,进一步消除了轨迹跟踪稳态误差;针对难以确定滑模控制系统中不确定因素上界的问题,采用了GRBF(general radial basis function)网络在线估计不确定性上界值,并且推导了网络权值的自适应律,基于Lvapunov理论证明了系统的稳定性和对误差的收敛性.仿真结果表明,该方法提高了机械臂关节轨迹跟踪性能,提高了对于参数摄动和外界干扰等因素的鲁棒性.     

基于主端力缓冲的波变量4通道双边控制方法研究

针对同步性能会直接影响遥操作双边控制系统的透明性和跟踪性的问题,提出了一种基于主端力缓冲的波变量4通道双边控制方法.首先,给出了一种定时延条件下力反馈双边控制系统同步性的定量度量函数;其次,在波变量4通道双边控制结构中,设计了异构形式的主从端控制器,通过在主端控制器添加力缓冲单元和补偿单元来实现主从端同步控制,消除了波变换方法对主端控制器超前作用的影响;在此基础上,采用多回路反馈结构稳定性分析方法对提出的方法进行稳定性分析,并得到系统稳定的约束条件.最后通过仿真和搭建的实验平台验证了所提方法的有效性.      

基于虚拟样机的空间机器人机电一体化技术研究

对于空间机器人这个控制系统和机械系统都相当复杂的模型进行仿真分析,用ADAMS和MATLAB相结合,令ADAMS分管机械系统部分,MATLAB分管控制系统部分,充分发挥二者优势,建立机电一体化仿真模型,能更好的体现仿真试验的优势所在。本文以一两杆机械臂为例设计了基于ADAMS-MATLAB的空间机械臂机电一体化仿真系统。