动态场景中运动目标检测与跟踪

为了在静态和动态场景中均能实现对运动目标的检测与跟踪,提出了基于运动检测和视频跟踪相结合的视频监控方法. 建立四参数运动仿射模型来描述全局运动,采用块匹配法对其进行参数估计;采用基于全局运动补偿的Horn-Schunck算法检测出运动目标;使用卡尔曼滤波对运动目标的质心位置、宽度和高度进行跟踪. 实验结果表明,该方法能够有效地对静态和动态场景中运动目标进行检测与跟踪.     

基于纹理基元与颜色的室外自然场景分类

为解决算法生成纹理地图时时间耗费量大的问题,提出采用KD-tree算法对数据结构进行划分、减小KNN算法搜索复杂度、提高搜索速度的方法.针对基于纹理基元的分类算法无法准确检测室外某些纹理相似性较高的自然场景,提出加入颜色特征、设置相应权值构建混合模型的方法.实验结果表明,基于KD-tree的KNN算法可缩短分类时间、满足实时性的要求,基于纹理基元与颜色的分类算法在室外自然场景中能够获得较高的分类精确度.     

小型履带式移动机器人控制系统设计

针对小型履带式移动机器人,设计了遥控与自主返航模式相结合的控制体系结构,并对机器人自主定位及路径跟踪技术进行重点介绍;信号正常的情况下,机器人在遥控模式下工作,信号中断后,启动自主返航模式,机器人根据路径规划的轨迹行驶到目标点;自主返航模式下,采用传感器信息融合技术提高了机器人定位精度,基于已有路径进行点跟踪控制,设计机器人跟踪控制律;基于履带式移动机器人平台及所述控制系统,对任意给定路径进行跟踪实验;结果表明,机器人可沿给定路径到达终点,且行驶轨迹光滑,验证了定位方法的精度以及跟踪控制律的有效性。该控制系统设计简单,可移植性高,可广泛应用于地面移动机器人领域。     

基于倒立摆模型的四足机器人对角步态规划

为提高点着地四足机器人在匀速对角小跑过程中的动态稳定性,将对角小跑过程简化为一个倒立摆模型。针对四足机器人对角小跑过程中由于重心无法始终处于支撑对角线上所引起的翻转,在此模型中转换为由于重心引起的摆动角误差。采用虚位移原理对机器人摆动角的变化进行分析,确定不同重心运动变化对摆动角误差的影响并找到合适的重心起始位置,理论上能够使摆动角的误差为零。动态仿真实验验证了所提出的对角步态规划能够使四足机器人实现稳定的对角小跑的有效性。     

可抛掷移动机器人上下楼梯机构设计及仿真

针对可抛掷移动机器人体积小、质量轻,便于携带和快速部署,受自身体积限制,目前可抛掷移动机器人均不具备上下楼梯功能的问题.提出一种适用于可抛掷机器人的垂直上下楼梯机构,通常情况下,仍以抛投的形式进入工作环境,当需要进行多楼层搜索时,加装上下楼梯模块,而后以遥控模式驶入工作区.针对该机构进行控制方案设计,并基于RecurDyn及Simulink软件建立机械-控制系统模型,对机器人不同初始姿态的情况下进行上下楼梯动力学仿真.结果表明,可抛掷移动机器人能够实现自主上下楼梯功能,上下楼梯过程动作平稳.该机构解决了机器人上下楼梯性能与机器人体积重量之间的矛盾.      

活塞式高低压发射系统的膛内流场仿真分析与实验

为了优化活塞式高低压发射系统的结构,基于经典内弹道方程和计算流体动力学方程建立内弹道耦合方程,利用Fluent软件建立活塞式高低压发射系统膛内空间的三维气流模型,对发射过程中的膛内流场进行仿真分析,并进行发射实验验证仿真分析结果. 仿真与实验结果表明,基于发射筒内气流的三维模型可以得到高低压内部火药气体流场的细节,为高低压发射系统的设计提供理论依据.      

基于Creator/Vega Prime的区域封锁作战系统

基于Multigen Creator/Vega Prime软件开发了子弹药封锁区域协同作战仿真系统;针对在作战区域实行封锁并打击封锁区域的敌方装备和有生力量进行了研究,实现延误敌方战机,减缓其兵力集结和部署,掌握战时主动的目的;主要通过围绕实体建模、模型驱动、碰撞检测、粒子特效等关键技术;综上所述,为实现对敌方飞机进行封锁区域协同打击的可视化仿真,重点研究了Creator和基于VC++的Vega Prime的视景仿真控制的过程和方法;研究结果表明,对子弹药区域封锁作战的实时仿真具有一定的参考价值。     

基于边缘特征的背景建模和去抖动方法

 针对户外监控系统中存在的背景复杂变化及摄像机抖动等问题,提出了一种利用背景边缘信息进行背景建模及去除摄像机抖动的方法。首先,对一段视频序列进行边缘检测,提取出可靠的背景边缘;然后,对处在背景边缘附近的复杂区域建立高斯混合模型,而对其他相对简单的区域建立时间平均模型,兼顾了检测精度和计算代价;再利用可靠的背景边缘信息消除因摄像机的抖动而出现的虚假目标。实验结果表明,该方法在检测速度上比单独采用高斯混合模型提高了50%,在摄像机抖动时能很好地降低虚警率,可用于复杂场景的运动目标检测。     

抛投式机器人高低压发射过载的实验研究

以抛投式机器人的活塞式高低压发射实验装置为对象,利用加速度传感器,分别测试了不同喷孔直径和低压药室容积条件下的抛投式机器人在内弹道过程中的发射过载。实验结果表明,减小高低压药室之间的喷孔直径,或者增大低压药室容积,均可以使抛投式机器人的过载曲线峰值降低,并使峰值出现时刻后移。     

微机电陀螺信号盲均衡迭代反卷积算法

小型移动机器人在未知环境下运行,陀螺所受噪声干扰无法建立有效的数学模型,需要仅从观测信号中把噪声去除,并估计出原始信号,根据该特点提出一种微机电陀螺信号盲均衡迭代反卷积算法。该算法利用横向滤波器对陀螺信号进行反卷积运算,使用贝叶斯方法对信号进行估计,建立了误差函数并与LMS算法组合,实现了均衡器参数的自动调整,在小型移动机器人上进行了算法实验验证。实验结果表明,该算法可以有效分离角速度信号与噪声信号,其噪声信号幅值减小约10倍,移动机器人运行275.41 s抵达终点的偏航角误差从13°下降到1.46°。