低维特征空间中基于旋转图像的三维环境模型配准方法

近年来,异类机器人之间(如飞行机器人和地面机器人)的协作成为机器人学研究发展的一个新的领域.异类机器人协作的难点之一是协作环境建模,而由于所获得的环境模型具有不同的观测视角和尺度,其环境建模中的模型配准是一个难点和关键.目前,能够适用于大视角差、大尺度差场景配准的方法并不多,基于旋转图像的配准方法被认为是一种可行方案,但其中存在的计算负担大和在野外环境中的鲁棒性差使得其也很难在实际系统中应用.基于此,面向三维点云环境模型,以旋转图像为基础,提出了一种新的基于低维特征空间的模型配准方法.首先,通过引入模型曲率、旋转图像熵值和激光反射强度3个特征构建了一个三维特征空间,得到候选对应点集合.然后,在候选对应点集合中利用旋转图像的方法查找正确的对应关系,实现模型配准.由于低维特征空间的引入,基于旋转图像特征的对应点搜索区域大大减小,因此算法计算效率得到了极大改善.同时由于引入的新特征与场景旋转图像特征的互补性,算法的鲁棒性和精确性也得到了提升.这些性能改进最后通过实验得到了验证.     

基于免疫神经网络的雷达天线扫描方式的识别

采用了免疫RBF网络进行雷达天线扫描方式的识别.计算机仿真结果表明,对目前常见的几种简单的雷达天线扫描方式,免疫RBF网络系统在输入信噪比为4dB时的识别率已经达到99.13%,而它的网络训练步数仅需99步,具有非常优越的性能.     

滤波角速率输入的圆锥误差补偿

为了提高光纤陀螺捷联惯性导航系统精度,提出了滤波角速率输入的圆锥误差补偿方法。根据滤波前后物理量圆锥效应的不同,分析滤波圆锥误差准则,并依据滤波角速率求取滤波角增量的算法,推导了滤波角速率输入的捷联惯性导航系统圆锥误差补偿中的误差补偿系数和误差主项。结合光纤陀螺特性的对比仿真结果表明,滤波角速率输入圆锥误差补偿算法精度比传统姿态算法精度高2～3个数量级。滤波角速率输入圆锥误差补偿算法更贴近工程,对提高角速率陀螺构建的捷联惯性系统精度具有重要理论和工程意义。     

基于贝叶斯推断的脉冲星偏振位置角拟合算法

脉冲星辐射束的偏振位置角与相位的关系可用旋转矢量模型(RVM)描述,现有的Levenberg-Marquardt非线性拟合和格点搜寻算法对RVM的拟合存在效率低、易过拟合等问题。本文发展了一套基于贝叶斯推断的马尔可夫链蒙特卡洛算法(MCMC),并用该方法对已有文献中的10颗脉冲星偏振位置角进行了拟合。结果表明,MCMC算法不仅能得到与已有文献一致的结果,而且该算法具有高效、不易过拟合、能更好地估计参数的可信度区间等优点。     

光在扁旋转椭球面上的成像研究

通过研究光在扁旋转椭球面上的折射和反射,推导出近轴条件下的成像公式,完善了旋转二次曲面的成像化式。     

双反射镜实现激光空间扫描及其应用

分析了双反射镜，双轴激光扫描系统的基本数学关系及固有的误差因素，提出了一种实用转镜的结构及驱动，控制方式，最后举例说明了它的最新应用。     

围压对旋转射流破岩钻孔效率的影响

根据现场径向水平钻井技术的需要 ,在前期常压条件下研究的基础上 ,对围压条件下旋转射流的破岩钻孔效率进行了试验研究。结果表明 ,在围压条件下 ,随着射流压力的增加 ,旋转射流破岩效率呈现出线性增加的趋势。随着喷距的增加 ,破碎效率呈现出先增加后减小的趋势 ,即存在最优喷距。在围压低于 5MPa时 ,破碎红砂岩的最优无因次喷距为 2～ 2 .5 ;随着围压的增加 ,破岩效率呈指数下降趋势 ,最优喷距随围压的增加而减小。在同压差条件下 ,围压比射流压力对破碎效果的影响更大。     

对凸面为旋转椭球面的平凸型透镜所产生的牛顿环的研究

对凸面为旋转椭球面的平凸型透镜,采用干涉法,导出了椭球面半轴的函数A的计算式,导出了干涉条纹数密度的计算式,分析该牛顿的分布规律。     

不旋转钢丝绳直线受拉下的物理建模及力学分析

基于微分几何学、弹性力学相关理论,建立了不旋转钢丝绳直线状态受拉力作用下的物理模型,推导了该状态下的受力方程;根据空间螺旋线方程,在三维CAD软件ProE中建立了不旋转钢丝绳的实体模型,并把该实体模型导入ANSYS中进行力学分析,对该模型的正确性进行验证.模型计算结果与有限元分析结果基本一致,验证了该模型的正确性.     

基于FDK反投影权重的锥束DSA重建算法

针对锥束数字减影血管造影成像系统(DSA)锥角增大而导致锥束伪影严重的问题,提出了一种基于FDK的反投影权重锥束DSA重建算法.分析了圆扫描轨迹远端伪影的成因,针对短扫描阴影区域导致的Radon空间数据缺失,提出了一种距离变量的反投影权重函数,并将其作为约束条件引入到FDK算法中,实现扫描轨迹远端区域的数据补偿,扩大图像重建区域.应用该算法对无噪声和有噪声的模拟投影数据,及自行研发的锥束DSA的实际扫描数据分别进行了重建试验.结果表明,文中算法较FDK类算法(Parker-FDK)对大锥角投影数据可明显抑制锥角伪影,其归一化均方距离判据和归一化平均绝对距离判据比Parker-FDK均降低了5％.