脑外科机器人视觉伺服研究

定位精度是脑外科机器人系统一个最重要的指标.提出了利用视觉伺服提高脑外科机器人系统定位精度的方法.根据机器人辅助脑外科手术的特点,选择基于位置的末端点闭环的视觉伺服方式,提出了一种利用机器人运动信息对机器人的特征点进行视觉跟踪定位的稳定可靠的方法.针对病人体内病灶点在摄像机图像中不可见的问题,推导了脑外科机器人系统的视觉伺服控制律.采用视觉伺服的方法后,系统定位精度有了很大提高,系统定位误差主要由靶点映射误差引起,受机器人绝对定位误差的影响不大.手术过程模拟和定位精度测试验证了该方法的有效性.      

基于增量式路标表观学习的移动机器人定位

在全景图像中,机器人参考定位的路标表观受到畸变、观察视角、路标尺度变化以及环境亮度的影响,致使基于全景视觉的机器人自主定位存在着许多难点有待解决.提出增量式的路标表观学习方法,准确估计路标的表观变化,并为基于粒子滤波的机器人定位过程提供准确的观测信息.增量式路标学习过程利用增量式概率主元分析为理论工具,将不同视角的路标表观的主元特征表示成不断自主更新的特征基底,为计算观测量与路标真实表观的相似度提供了实现途径和理论依据.该学习算法能够被集成到带有重采样的贯序权值采样粒子滤波算法过程中,实现了全景视觉机器人的精确自主定位.实验结果表明:该算法的定位误差小,计算量小,执行效率高,对全景图像中的各类干扰均不敏感.     

基于智能空间的家庭服务机器人混合定位方法

智能空间在家庭服务机器人的应用中具有重要的作用,服务机器人的定位是其中的难点.首先提出了一种家庭环境下实现服务机器人进行家庭辅助操作的智能空间架构,然后对一种低成本的服务机器人混合定位方法进行了研究,该方法首先基于加权概率匹配定位算法的无线网络信号强度确定位置范围,然后读取智能空间中的无线射频标签进行位置计算,最后基于比例不变特征变换算法进行最终位置的视觉定位.在家居环境下的实验证明了该混合定位方法的有效性,该混合定位方法为服务机器人走入家庭提供了一种低成本、高可靠性的定位解决方案.     

室内多移动机器人协同建图与路径规划

多机器人协同定位与路径规划是协同侦察、作战等场景中的首要问题,其难点在于如何在未知环境下完成自主定位。提出了将多机器人同步定位与构图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)系统应用于室内环境,,以解决此问题。针对机器人定位存在的相关定位误差,采用了增加惯性测量单元的方法,以进行修正。为解决单个机器人在构建地图时速度较慢的问题,将基于坐标变换的方法用于多机器人的地图融合。此外,基于冲突检测和冲突规避思想,对多机器人路径规划方法进行了研究,并将其部署在了多机器人系统中。实验结果表明,采用多机器人协作进行环境探测,在确保全局地图信息完备的同时,可以提高构图效率。基于冲突规避的多机路径规划方法,可以为机器人个体规划出无碰撞路径,机器人可以根据该路径到达目标位置。     

计算机视觉与神经网络

人类视觉的研究成果启发了人们对计算机视觉的改进,神经网络技术的发展为机器人视觉建立了实用的基础,使机器人具有相当强的视觉能力。研究一个实用结构,实现视觉神经网的不变性和联系性。     

灵巧手主从操作中的人手运动跟踪与识别

在灵巧手主从抓持规划系统中,一项重要的研究内容是获取人手的运动信息.利用计算机双目立体视觉系统作为灵巧手主从操作的人机接口,研究人手指尖运动实时跟踪和识别的方法,提出了一种人手指尖位置的动态识别算法及其实验系统.利用本实验系统,完成左右两像面4个目标点所用的最长识别时间为0.4ms,且人手在正常运动速度时,识别率达100%,表明本算法同时满足实时性和识别率的要求.      

空间机器人自主定位定向方法研究

针对机器人在月球或火星上进行采矿的应用背景,研究了切平面捷联惯导方案、视觉定位方案、静态和动态的视觉/惯性组合定位定向方案.所提出的视觉/惯性组合导航系统使惯导系统的导航精度有很大的提高,同时只要求机器人携带很少的设备,大大降低了系统的成本.仿真结果表示该方案可行.      

基于Gabor滤波器的图像目标识别方法

为了给机器人视觉导航提供有效信息,提出一种基于图像匹配的目标识别方法.对CCD采集的目标图像,由 Gabor 变换生成的二维Gabor 滤波器有着优良的滤波器性能,不需要对图像进行分割,能适应一定的旋转、尺度、光照的变化,通过多个频率和角度的Gabor算子与图像的卷积,获取图像全局信息的特征描述.分类方法采用统计学习理论基础上发展起来的一种新的机器学习方法——支持向量机(SVM, Support Vector Machines),它可解决模型选择、过学习、维数灾难等问题.通过支持向量机进行多维特征向量的分类.该方法可达到较高的识别率,达到实时处理的要求,可以在人脸识别、机器人视觉定位等领域得到应用.      

视觉SLAM方法综述

实时定位与建图(SLAM)技术搭载特定传感器,使移动机器人在无任何环境先验条件下,在运动过程中自主建立环境模型来计算自身位姿,大幅提高其自主导航能力,以及对不同应用环境的适应性。视觉SLAM方法以相机作为外部传感器,通过采集周围环境信息来创建地图并实时估计机器人自身位姿。为此,介绍了具有代表性的经典视觉SLAM方法及与深度学习相结合的视觉SLAM方法,分析了视觉SLAM方法中采用的不同特征检测方法、后端优化、闭环检测,以及动态环境下视觉SLAM方法的应用,总结了视觉SLAM方法的问题,并探讨了视觉SLAM方法在未来的热点研究方向和发展前景。     

基于单目视觉原理的空间位置测量技术研究

为了提升空间位置测量的自动化程度,采用单目视觉原理建立空间成像方程,将三维的空间坐标转换为两维的图像坐标,由此实现单目视觉的空间位置测量。本文推导了单目视觉定位的基本成像方程,对建立的定位装置,进行了实际定位实验,实现了预期的测量结果。基于视觉原理的空间位置测量技术,具有良好的推广应用价值。     

计量测试与航天科技

随着科学技术的发展,计量测试技术已渗透到国民经济的各个领域,从科研生产到贸易结算、从医疗卫生到人身安全、从环境保护到衣食住行.可以形象地说没有计量,人们就如同"盲人"一样生活在一片漆黑世界里.航天作为高科技产业,对计量更有着很强的依赖性.无论是火箭还是导弹,无论是卫星还是飞船,计量工作作为研制生产不可分割的一部分,贯穿于设计、加工、总装、测试和发射的全过程,并为评定航天产品的综合水平提供权威的依据.未来航天领域新工艺、新材料、新器件的应用,载人飞行技术的发展,航天测控、发射技术的提高,都对计量测试技术提出更高的要求.回顾国外航天大国航天事业的发展,计量在保证产品质量方面发挥了不可低估的作用.我国的航天事业正处在一个新的发展阶段."科技要发展,计量须先行".计量工作应抓住机遇,以型号需求为牵引,扎扎实实地为型号服务,为我国航天事业的发展贡献更大力量.     

军工计量与市场营销

在军工计量行业快速发展的时代,计量已不仅仅具有国家法定性,它作为服务性行业同样具有市场竞争的社会性,因此,市场营销成为现代军工计量企业发展所需的重要学科。如何在当前形势下结合军工计量企业的实际情况,制定出具有军工计量特色的市场营销战略规划,是一个非常重要的问题。本文对现代军工计量企业的环境进行了分析,结合环境分析选择了相应的市场营销战略规划。     

Solar EUV and decimetric indices and thermospheric models

Data bases and limits of applicability of existing empirical thermospheric models are reviewed by using these models together with solar EUV irradiance data in studying the solar activity effect on composition, density and temperature. For two rather short aeronomy missions of the AEROS A and B satellites solar EUV indices as proposed by Schmidtke are used in comparison with the 10.7 cm solar flux F in determining the solar activity effect in in-situ composition measurements sampled by the same satellites at 250, 310 and 380 km altitude. No advantage of solar EUV indices over F could be determined.     

种子往返天地间

<正>2010年9月16～17日,首届中国航天工程育种论坛在北京召开。航天育种是一个读者并不陌生的话题,各种媒体对此做过很多报道。在人们的普遍印象里,经过太空飞行的种子,往往能结出更大、更肥硕的果实。     

Dynamic and figure parameters of Venus and Mars

Parameters of the best-fitting tri-axial ellipsoids representing external equipotential surfaces of Venus and Mars have been determined from satellite data. The dynamic consequence of the equatorial flattening of Venus has been discussed from the point of view of the s.c. synodic resonance rotation. The major gravitational anomalies of Venus have been interpreted, space locations and magnitudes of anomalous masses determined and their contribution to the second zonal Stokes' constant in the gravitational potential computed. The conclusions were done: The figure of the aphroditoid is strange even if there is a relatively small polar flattening; an equatorial “disc” of Venus is enormous. Recent space data do not support hypothesis that the Earth controls the spin of Venus.     

Probing solar and stellar interior dynamics and dynamo

Solar and stellar activity is a result of complex interaction between magnetic field, turbulent convection and differential rotation in a star’s interior. Magnetic field is believed to be generated by a dynamo process in the convection zone. It emerges on the surface forming sunspots and starspots. Localization of the magnetic spots and their evolution with the activity cycle is determined by large-scale interior flows. Thus, the internal dynamics of the Sun and other stars hold the key to understanding the dynamo mechanism and activity cycles. Recently, significant progress has been made for modeling magnetohydrodynamics of the stellar interiors and probing the internal rotation and large-scale dynamics of the Sun by helioseismology. Also, asteroseismology is beginning to probe interiors of distant stars. I review key achievements and challenges in our quest to understand the basic mechanisms of solar and stellar activity.     

重复锁定与释放功能机构研究状况及关键技术分析

综述了国内外锁定与释放功能机构的研究现状和发展状况, 并分析了各类型的锁定与释放功能机构及其锁定形式(包括节点类型与锁定方式). 着重分析了重复锁定与释放功能机构的关键技术, 包括设计影响要素、驱动、传动方式及执行机构特征, 为后续的方案设计和分析提供了依据.      

Project overview and highlights of Suisei and Sakigake

ISAS's (Institute of Space and Astronautical Science) project for the exploration of comet Halley consists of two spacecraft, Sakigake and Suisei, launched on 7 January 1985 and 18 August, respectively.

Sakigake passed the sunward side of the comet on 11 March 1986 with a miss distance of 6.99 million km. Three experiments, a plasma wave probe with dipole and search-coil antennae, a magnetometer with three axis ring core sensor on an extended boom and a four-grid Faraday cup attached to the inner side of the wall of the spacecraft, detected various phenomena caused by the comet at a distance as far as 7 million km.

The other spacecraft, Suisei, flew by the comet on its sunward side with a miss distance of 151 thousand km on 8 March 1986. It carried two experiments, an ultraviolet imager and an energy analyzer for ions. The UV imager was able to take the first image of the hydrogen cloud of comet Halley on 26 November 1985. With this experiment, the spin period of the cometary nucleus, location of jets, amount of water evaporation, distribution of hydrogen density inside cloud, etc. were clarified. The energy analyser experiment provided information on the intensive interaction between cometary and solar wind ions.     

太阳跟踪定位技术及其应用研究

太阳跟踪定位技术广泛应用于能源、气象和航天等领域,系统全面地对相关方法进行分类和阐述,并对多孔复用、太阳光纤导入等较新应用进行了分析,最后总结了该领域内相关技术发展的瓶颈问题,展望了未来的研究方向.     

GPS中频信号和IMU信号模拟及验证

为了研究GPS/INS（Inertial Navigation System）组合导航方案和算法,设计了一种GPS中频信号和IMU（Inertial Measurement Unit）信号的软件模拟器.首先建立了载体的运动模型,然后介绍了信号的仿真方法.根据载体的运动产生IMU信号,载体的典型运动包括平飞运动、横滚运动、俯仰运动和偏航运动.建立了典型的干扰模型,包括欺骗式干扰和压制式干扰（窄带干扰、宽带干扰、连续波干扰和锯齿调频连续波干扰等4种）,实现了干扰环境下的场景模拟.GPS/INS组合导航软件接收机对模拟器输出的数据进行解算,结果表明：信号的仿真算法是正确的,模拟器可以为组合导航接收机提供有效的中频信号和IMU信号.