面向深度相机位姿优化的帧间点云数据配准算法

TOF相机能够同时采集灰度图像和深度图像从而优化相机位姿的估计值. 应用图结构调整框架优化多帧数据采集时的相机位姿,采用帧间配准决定优化的精度和效率. 从2帧图像上提取并匹配尺度不变特征点对,二维特征点被扩展到三维空间后,利用与特征点的空间位置关系将2帧三维点云配准;逐步应用提出的算法配准参与位姿优化的多帧点云中的任意2帧点云;最后将有效配准的点云帧对作为输入数据,采用图结构算法优化位姿. 实验结果表明,提出的帧间配准算法使得位姿估计值精度显著提高,同时保证了估计效率.     

基于联合特征导向矢量的多通道SAR地面动目标检测定位

提出了一种新的多通道合成孔径雷达动目标检测定位方法．首先计算目标的特征系数矢量,然后根据其空域导向矢量和特征系数矢量构造联合特征导向矢量,最后利用包含特征导向矢量的自适应权进行杂波抑制,同时估计目标的运动速度,进而对其重新定位．仿真结果表明该方法对图像配准误差具有稳健性,在图像配准误差达到一个像素的情况下,该方法仍能获得与图像精确配准时相当的目标检测性能和测速定位精度．     

应用联合自聚焦实现低信噪比ISAR成像平动补偿

传统逆合成孔径雷达(ISAR)平动补偿中,由于低信噪比下包络对齐无法精确实现,因此会导致后续相位自聚焦的精度受到限制．针对该问题,提出了一种包络相位联合自聚焦算法．该算法可以实现低信噪比下对ISAR目标复杂的平动分量进行补偿．利用二维ISAR图像熵作为目标函数,结合阻尼牛顿法进行最优化求解,在低信噪比下完成对平动分量的精确估计．另外,考虑到直接采样模式下,ISAR回波包络的缓变特性,对应平动分量可用有限阶多项式进行拟合．因此,利用归一化多项式拟合实现估计参数规模的简化,提高了估计精度和效率．Yak-42实测数据验证了该算法在低信噪比下的有效性和可靠性．     

同类传感器遥感图像自动配准的研究

遥感图像的自动配准技术是目前图像配准研究的重点.基于模板相关的匹配方法,根据同类传感器遥感图像之间灰度分布的相关性,选取数量丰富的配准控制点,利用相关系数准则进行图像间的相似性度量,可达到较高的配准精度.仿真结果表明,模板相关的匹配方法用于遥感图像的自动配准能获得很好的配准效果.     

基于人工交互的多模态图像亚像素配准

基于特征点自动匹配的图像配准技术通常无法实现亚像素精度的配准,在多模态图像集上甚至无法完成整像素配准. 为了提高多模态图像配准精度,对亚像素图像配准技术进行研究,提出了一种基于人工交互的适用于多模态图像的亚像素配准算法. 对待配准图像和参考图像输入控制点,利用投影变换和最小线性平方差算法进行粗配准,根据双边平均配准误差对控制点进行亚像素调整,从而达到精确配准. 定性与定量实验结果表明,相比基于尺度不变特征和局部强度不变的特征描述符配准算法,该算法具备更高的配准精度,可显著提高多模态图像配准性能.     

干涉合成孔径雷达复图像自动配准算法

提出了一种基于曲线特征的干涉合成孔径雷达（InSAR）复图像对的自动配准算法．该算法借助于B-样条拟台特征曲线，利用BFGS拟牛顿法加速最小均方误差拟合．通过相干系数法实现了曲线段的匹配．采用最小二乘法计算仿射变换参数．基于实测数据的实验结果表明．该算法具有精度高、稳健性强和计算复杂性较小的特点．     

基于特征的SAR图像与光学图像自动配准

针对现有配准方法在用于SAR图像和光学图像配准时,存在受SAR图像相干斑噪声影响大,手工选取配准点精度低等缺点,提出了一种基于区域特征提取的图像配准方法．对SAR图像首先进行相干斑噪声抑制,并采用图像分割的方法提取出封闭区域的边界作为特征,然后与可见光中提取的边缘利用闭合区域边缘链码的相关寻求匹配,精确配准的误差达到子象素级水平．实验结果表明,该方法能够以较高的精确度从SAR图像中提取配准控制点,从而实现了多传感器图像的自动配准．     

水利水电工程区域GPS高程转换模型研究

将相对于参考椭球面的GPS大地高改算为工程应用的相对于似大地水准面的正常高,必须进行GPS高程转换.本文介绍了几种传统的转换方法,重点讨论了GPS高程转换的神经网络方法.两个实例表明,神经网络模型的内部符合精度和外部符合精度略高于二次多项式曲面拟合.特别是在参与建模的控制点数目较多时,神经网络模型更加优于二次多项式曲面...     

一种多模态医学影像鲁棒配准方法

为提高多模态医学影像配准的鲁棒性和精度,提出了一种基于主定序和混合熵的配准新方法.首先利用主成分分析方法定义了图像的主定序特征,描述图像邻域像素间的空间信息和微观结构特性;进而结合图像灰度信息构造了一种基于混合熵的配准测度,有效保证了配准测度函数的光滑性和收敛性.多组多模态医学影像测试结果表明,新方法能有效抑制噪声,具有很高的配准精度,鲁棒性强,优于现有的几种方法.     

基于点云的膝关节胫骨三维CT与MRI图像配准

同时利用CT和MRI图像对膝关节及胫骨疾病进行诊断和治疗,是目前临床上的常规方法。精确配准膝关节胫骨部分三维CT和MRI图像可以更有效地利用这两种图像中的组织信息。目前,基于图像特征或者图像灰度值的方法可以实现图像间的配准,但是都存在一些配准精度低或者时间复杂度高的缺陷。针对膝关节胫骨组织的刚性特征,采用一种基于骨组织表面重建的点云配准方法。首先对数据集进行骨表面重建,通过重建后的结果提取点云数据,对点云数据进行下采样并利用重心进行初始变换,最后利用ICP算法对点云数据进行配准。对该方法进行配准结果分析及配准精度实验,表明这种方法简单可靠并且配准精度较高。     

自适应双电机同步传动控制技术的研究

双电机同步传动是龙门移动式镗铣加工中心的关键环节，在研究中采用自适应控制技术，通过检测从动轴状态和主动轴状态之间的误差，经过自适应律产生的反馈作用来修改主动轴和从动轴控制器的参数，产生辅助控制量，使其在速度上保持一致，驱动元件采用直线永磁伺服电机，以发挥其高速动态响应能力，仿真结果表明，此种控制方案具有鲁棒性强，同步误差小的优点。     

血管介入手术主从导管机器人滑模控制

在微创血管介入手术中,主从遥操作导管机器人系统的通信时延以及参数不确定性很容易导致其稳定性下降,操作性及透明性降低.针对这一问题,建立了主从导管机器人系统的动力学模型,主手端采用滑模阻抗控制,从手端采用终端滑模控制,该控制方式降低了时延对系统操作性能的影响.通过系统轴向运动的仿真结果表明,该系统能够较好地实现从手对主手的位移以及力的跟踪,系统具有较强的鲁棒性和良好的透明性.     

Satellite image RPC parameters estimation method using the heteroscedastic errors-in-variables model

The positioning accuracy of a satellite image is mainly affected by the estimation accuracy of the rational polynomial coefficients (RPCs). Image point compensation or ground control point correction methods are usually used in the existing algorithms. Because the error characteristics of the design matrix elements are not considered, there are problems such as incomplete systematic error elimination and low parameter estimation accuracy. Considering the influence of the model systematic error, a heteroscedastic estimation method is proposed in this paper. First, the random model of matrix elements is established in the algorithm to describe the system characteristics more accurately. Taking into account the system deviations of the design matrix elements, the least square model is constructed using the Mahalanobis distance as the metric, and parameters are solved using the generalized eigenvalue method. The systematic error can be reduced theoretically. Experiment on different terrain images of TH-1 shows that the image correction accuracy of the proposed method is improved by more than 36 times compared with the traditional method, and the precision consistency is superior, which is of great significance to improving the accuracy of RPC parameters estimation and satellite imagery positioning.     

基于模糊逻辑控制的卫星功率控制方法

卫星通信系统中码分多址的接入方式会引起远近效应问题,针对此问题提出基于模糊逻辑控制的功率控制方法.在内环功率控制中控制各从星的发射功率,使各从星到达主星的接收功率平衡;在外环功率控制中,模糊逻辑控制器通过动态调节目标功率为最佳的方式,提高总体测距精度. 在Matlab仿真中将该功率控制方法与传统的固定步长功率控制方法进行对比,仿真结果表明,2种方法均能使各从星到达主星的功率趋于相等,并追踪最小的从星功率,但是基于模糊逻辑控制的功率控制方法的响应速度更快. 在测控应答机上,搭建1颗主星与3颗从星之间通信的实验平台. 实验结果表明,使用功率控制后,卫星编队的总体测距精度从60 cm提高到20 cm,各从星到达主星的功率平衡.     

多区域空调计算机控制系统

分析了空调机组的工艺原理，检测点的分布，介绍了计算机控制系统的设计原理，安装过程和调试方法，该由一个主站计算机和二个从站计算机组成，从站计算机测量和控制温度，湿度，流量，主站计算机监督和管理从站计算机。     

基于快速分布式主从控制的PCS系统

针对分布式控制的并联逆变器系统（PCS）的环流问题,提出一种快速分布式主从控制方法.这种控制方法是依靠高速通讯总线传输实时的电流指令数据,取代了传统电流有效值指令,实现主机和从机的均流控制.由于从机的电流信号在通讯总线传输过程中延时,所以PCS系统存在一定环流.将信号延时作为输入变量,PCS系统的环流作为输出变量,构建数学模型.基于该数学模型的分析,可以得出结论：通过调整控制器参数可以有效限制PCS系统环流.理论分析和实验结果表明这种分布式控制方法可以有效抑制PCS系统的各套逆变器之间的环流.     

基于模糊自适应和优化阻抗的双机器人力/位主从协同控制方法

多机器人协同作业广泛用于多机协同搬运、冲压、焊接等领域,具有更高的精度、更灵活的工况执行能力。协同系统的插补算法与力/位控制性能共同决定了协同作业的轨迹平滑性和稳定性,也直接影响着系统的承载性能与作业质量。本文主要针对双机器人协同搬运过程中的力/位控制技术,展开了深入研究。首先,分析了双机器人协同搬运工况的夹持特征和受力状态,建立了协同搬运系统的理想数学模型。接着,依据主从机器人二阶阻尼系统的数学模型,采用双机器人主从协同控制模式,分别设计力/位控制策略。提出主机器人采用基于理想位置的优化模糊自整定位置控制,从机器人采用基于主机器人位置偏差的优化细菌觅食算法的阻尼控制,并进行了控制模块的设计工作。然后,在MATLAB中编译了细菌觅食算法主体及其代价函数,在Simulink中搭建控制系统。最后,对整个控制器模块进行了联合仿真。仿真结果如下：主机器人的最大位置误差缩小到1.53mm,从机器人的最大力误差缩小到0.038N。从机器人追踪主机器人的位置误差控制在0.18mm内,且从机器人可在0.2s内快速修正主从速度偏差。仿真结果表明：相比常规PD控制,本文所述控制方法可减少约40%的最大追踪误差,且有效消除了力追踪过程中的过零振荡现象,提高了系统的实时追踪动态性能。     

多涡卷超混沌系统自适应滑模同步控制

研究了一类多涡卷超混沌系统的同步控制问题,同时考虑了不确定项和未知扰动的情况,提出了一种自适应滑模控制方案。综合利用滑模控制技术和自适应控制技术,消除了系统不确定性和未知扰动的影响,对于不确定性和未知扰动具有较好的鲁棒性。利用Lyapunov稳定性理论证明了系统同步误差渐近收敛到一个原点的小邻域内,系统渐近稳定。仿真结果验证了该方法的有效性。     

有理Bézier曲线的多项式逼近新方法

针对有理曲线多项式Hybrid逼近未必收敛及计算较繁的局限性,给出了以原有理Bézier曲线之升阶曲线的控制顶点为顶点的多项式Bézier曲线,来逼近原有理曲线的一类简单逼近方法.与此同时,为追求较高逼近速度,导出了有理Bézier曲线多项式逼近的一个矛盾方程组,并进一步基于广义逆矩阵理论,给出了其用矩阵表示的最小二乘解.最后借助以原有理曲线权因子为Bézier纵标的多项式的升阶,使得多项式逼近的曲线次数保持不变的同时大幅度提高了逼近精度．     

基于粗糙集与偏相关分析的机床热误差温度测点约简

为了合理减少温度测点数量并有效提高温度数据采集与分析的效率,提出了一种基于粗糙集与偏相关分析相结合的温度测点约简方法。首先,利用偏相关分析的方法建立了温度变量与主轴热误差之间的偏相关系数,并以此为依据辨识了主要的敏感温度变量。然后,在基于粗糙集理论获取的可行温度测点组合基础上,筛选出包含敏感温度变量最多及偏相关度高的温度测点组合。最后,建立了热误差线性回归模型,并在某型号数控机床上进行验证与分析。结果表明：温度传感器测点可由22个减少到6个,在很大程度上提高了热误差模型的精确性和鲁棒性。