视线跟踪技术及其在人机交互中的应用

人们在观察外部世界时眼睛总是与其它人体活动自然协调地工作,并且眼动所需的认知负荷很低,人眼的注视包含着当前的任务状况以及人的内部状态等信息,因此眼注视是一种非常好的能使人机对话变得简便、自然的候选输入通道.本文介绍了视线跟踪的基本手段、方法和技术,对视线跟踪作为人机交互通道所具有的特点进行了讨论,并指出了其在人机交互领域中的应用及前景.     

基于一类新方向的宽邻域路径跟踪内点算法

基于一类带有参数theta的新方向, 提出了求解单调线性互补问题的宽邻 域路径跟踪内点算法, 且当theta=1时即为经典牛顿方向. 当取theta为与问题规模 n无关的常数时, 算法具有O(nL)迭代复杂性, 其中L是输入数据的长度, 这与经典宽邻 域算法的复杂性相同; 当取theta=\sqrt{n/\beta\tau}时, 算法具有O(\sqrt{n}L)迭代复杂性, 这里的\beta, \tau是邻域参数, 这与窄邻域算法的复杂性相同. 这是首次研究包括经典宽邻域路径跟踪算法的一类内点算法, 给出了统一的算法框架和收敛性分析方法.     

北斗/INS深耦合接收机基带滤波器设计

随着北斗导航系统的组网,北斗/INS深耦合接收机的研制具有重要价值。传统的接收机基带滤波环路通常为相互独立的载波环路滤波器与码环路滤波器,码环路无法充分利用载波环路的信息,因此码环的动态性能受到限制。设计了载波/码组合滤波器,将载波环与码环的测量信息在一个滤波器内进行耦合,实时估计码相位、载波相位、多普勒频移与其变化率。通过北斗B3频点实际静态数据和GNSS模拟器采集的卫星-用户视线方向40g高动态数据进行离线跟踪测试,载波/码组合滤波环路可跟踪40g高动态信号,且静态数据的跟踪精度相比传统滤波环路提高27%。上述算法成功应用于基于Xilinx平台的卫星信号处理设备在线跟踪。提出的组合滤波器结构简单,测试有效,为北斗/INS深耦合接收机的工程实现提供参考。     

基于气浮台的交会对接模拟及姿态跟踪控制

针对交会对接中卫星的姿态跟踪控制问题,设计了一种鲁棒有限时间控制算法。首先,设计并采用两个六自由度气浮台模拟交会对接的两颗卫星,搭建交会对接地面物理仿真系统。其次,应用姿态误差函数,推导描述气浮台追踪器相对于气浮台目标器姿态运动的姿态误差动力学模型。最后,基于此模型采用反步法思想给出了该控制算法的详细设计。李雅普诺夫理论推导和仿真结果表明,在存在边界未知的有界外界扰动的情况下,该控制算法可以使气浮台追踪器在20 s内实现对姿态随时间改变的气浮台目标器的准确跟踪,并保证系统的稳定性。     

受横向轨迹动载作用下固支圆板动力响应的解析解

给出了横向轨迹动载作用下周边固支的各向同性圆薄板动力响应的解析解.基于圆板的特征模态,采用一类贝赛尔函数组合的正交函数,推导获得了无量纲形式的结构位移响应的级数解.结构响应计算归结为确定与频率相关的特征系数.同时,给出了算例分析,具体针对板面上载荷沿着某一直线运动的情况,对解的收敛性进行了检验,并阐述了圆板位移响应规律.     

红外全景扫描跟踪成像系统设计与实现

针对红外搜索跟踪系统中全范围快速搜索和跟踪成像视场不同的问题,采用线列探测器配合高速转台和高均匀性扫描器,设计实现了一种360全方位搜索和跟踪的成像系统。实验结果表明,该系统成功实现了360全景扫描,在搜索到目标后可快速转入跟踪成像,由搜索转入跟踪成像状态的稳定时间小于1.94 s,系统性能指标达到实用要求。     

利用激光跟踪仪测量超长导轨直线度的方法

在简要分析和对比各种检测导轨直线度方法的基础上,提出利用激光跟踪仪测量超长导轨直线度的方法,对该方法的基本原理和实现步骤进行了分析和研究。结合工程实例,对一数控机床的20 m超长导轨进行了直线度测量,得到其2个方向上的直线度分别为27 m和25 m。该方法拓宽了激光跟踪仪的现有功能,能精确快速地完成对超长导轨直线度的检测,并可以实现对超长导轨2个方向直线度的分离,测量导轨的长度可达到70 m,检测精度为0.4 m/m。     

基于颜色传递的双波段目标跟踪算法研究

针对复杂背景下Camshift算法容易丢失目标的情况,提出一种基于YCBCR空间将红外与可见光融合图像与彩色参考图像进行颜色传递后,采用Camshift进行目标跟踪的算法。该算法在颜色传递时充分利用双波段图像信息,得到的目标对比度高并且颜色空间较其周围背景突出,增强了目标的颜色概率图,提高了Camshift算法效率。实验表明,通过对可见光图像、经颜色传递后的红外图像以及传统颜色传递方法得到的图像采用相同跟踪算法进行定性分析,在该算法得到的图像中,跟踪窗口中心相对于目标质心仅有3个像素的误差,跟踪精度远远优于对比实验图像的跟踪结果,并且算法的跟踪时间为每帧20.6 ms,达到了实时性的要求。     

车载光电稳定跟踪平台自抗扰伺服系统设计

为了提高光电稳定跟踪平台伺服性能,针对车载光电稳定平台的扰动特点,依据自抗扰控制算法的分离特性,提出一种含有积分补偿项的自抗扰控制伺服系统,系统对指令信号安排过渡过程,即采用最速控制方案。实际摇摆测试结果表明:设计的自抗扰控制伺服系统既保证了车载光电稳定平台稳定误差为0.129 mil（1）,又提高了平台的自动跟踪性能,是一种可应用在稳定跟踪平台系统中的理想控制器。     

一种基于双核架构的视频跟踪与处理系统的实现

提出一种基于ADSP-BF561的视频跟踪与处理系统设计方法。系统利用ADSP-BF561的双核并行处理性能和丰富的视频编解码接口,采用一种相关跟踪算法对其进行优化,算法是一种以相关系数作为相似性度量准则的相关跟踪算法。对该系统进行测试,结果表明:针对PAL制目标视频图像序列,系统可以实现复杂背景下的实时目标跟踪,视频目标跟踪对每帧的处理时间为22 ms,解决了目标跟踪的实时性要求。