T2/5A06搅拌摩擦焊焊缝组织及耐腐蚀性研究

利用光学显微镜对4 mm厚的铝合金和紫铜搅拌摩擦焊焊缝进行研究.结果表明:搅拌针旋转速度1 050 r/min,焊接速度40 mm/min,5A06铝板在前进侧,T2铜板作为返回侧进行施焊时,焊缝成形质量较好,两种材料混合均匀,有致密的塑性形变流线组织,焊核区组织呈层状结构分布,没有缺陷产生.同时在3.5％NaCl溶液中进行了电化学腐蚀研究,动电位极化曲线测试表明,与母材相比,偏铝侧热机械影响区和热影响区自腐蚀电位比较低,自腐蚀电流大,对腐蚀有较强的敏感性,易发生腐蚀现象.     

基于显著性图像边缘的全参考图像质量评价

大部分图像质量评价算法仅研究图像的灰度值及信息内容,没有充分考虑人眼视觉特性对图像质量评价的影响,针对此问题提出了一种基于显著性图像边缘的全参考图像质量评价方法。利用显著性图像表征图像的视觉关注内容,然后提取显著性图像的边缘检测图,得到人眼关注的结构和边缘,最后计算参考图像与失真图像边缘检测图之间的汉明距离得到图像质量评价指标。实验结果表明本文提出的评价指标满足人眼视觉特性,对于各种失真类型有非常高的主观一致性,评价性能也优于很多其他指标。     

非合作目标在轨服务最终接近段视觉导航算法

为解决在轨服务最终接近段传统单目视觉相对导航方法受相机视场限制以及非合作航天器无法设置人工靶标的问题,提出了以非合作航天器太阳帆板三角形支架的部分结构为测量目标的视觉相对导航算法.首先,设计了"自拍杆"相机安装结构和相机实时标定方案,给出了视觉相机安装角的计算方法;然后,基于逆投影原理构建满足三角形支架实际空间几何构型约束的优化模型,采用蚁群搜索算法求解特征点的景深,并应用绝对定位方法估计航天器之间的相对位置和姿态;最后,以非合作航天器在轨服务最终2 m~0 m的接近段为背景进行数学仿真,在相对距离小于1 m时,航天器之间的相对位置和相对姿态确定精度分别优于3 mm和0.2°,验证了算法的有效性和可行性.数学仿真结果表明:该相对导航方案可行,导航算法具有较高的精度,且相对导航的精度随着航天器之间的相对距离的逐渐减少而逐渐提高;同时,该算法对投影点测量误差具有较好的鲁棒性,在投影点测量误差较大时仍具有较高的精度.     

无人机视频的分层表达与实时压缩

为克服无人机视频应用中计算能力和传输带宽的限制,提出一种视频分层表达方法,实现快速、高质量、灵活的视频编码.将无人机视频分为背景层和目标层,并分别采用基于全局运动估计和基于局部块匹配的方法进行压缩,压缩后的码流可以根据实际的网络情况和应用需求进行单独传输或组合传输.实验结果表明:在极低码率如50 kbit/s时,H.264的PSNR低于28 d B,且图像主观质量超出可接受范围,而采用分层表达中的背景层压缩,可以在保证PSNR在28 d B以上,且图像细节清晰、主观质量较高;在码率较高时,采用背景层和目标层结合,在同等码率条件下,目标的细节比H.264更清晰;整个压缩过程消耗的时间只有H.264的18%.本文方法在不降低视频质量的同时提高了压缩效率,且码流具备灵活性,适用于低延时、低带宽、复杂的无人机应用.     

旋转复杂背景中红外运动小目标实时检测

针对旋转复杂背景中红外运动小目标检测误检率高、实时性差等问题,提出了目标检测新算法。首先对图像进行中值滤波预处理,计算图像光流场,提取特征点,估算背景光流;然后设置阈值,判断提取备选目标特征点集合;最后通过特征点光流矢量角度、目标灰度值区间、目标特征点区域边缘检测的方法,排除备选目标特征点集合中的背景特征点,实时准确检测旋转复杂背景中红外运动小目标。实验结果表明,该算法能够准确地检测出红外多个运动小目标,检测率93.8%,平均虚警率0.126次/帧,平均每帧耗时15.53 ms,每帧图像处理的最大时间为20.45 ms,能够满足运动目标检测对实时性的要求。     

基于改进量子遗传算法的超声电机模糊PID控制

针对超声电机非线性、时变性的特点,设计了模糊自整定PID控制器,并利用量子遗传算法对模糊自整定PID控制器参数进行优化,以提高系统的动态性能和适应性.针对传统量子遗传算法的不足,对编码方式、种群初始化、量子旋转门、量子变异以及增加量子灾变5个方面进行改进.仿真结果表明:改进量子遗传算法改善了传统量子遗传算法容易产生种群早熟的问题,提高了算法收敛性能.同时,基于改进量子遗传算法的模糊自整定PID控制器与经典的模糊自整定PID控制器相比,明显提高了超声电机系统的动态和稳态性能.     

空射飞航导弹姿态控制的一种自适应方法

为解决空射飞航导弹气动力矩导数不确定条件下姿态控制问题,基于动态逆和非线性系统无源性稳定理论设计了一种姿态自适应控制器.该控制器包括控制律和参数估计器两部分.控制律根据估计器提供的对象参数估值在线调整控制参数.采用李亚普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的稳定性.数值仿真表明该方法在保证参数估计误差有界的同时实现了导弹对姿态角指令的快速无静差跟踪.     

爬壁动物的运动附着及其仿生

介绍了爬壁动物的运动附着与仿生.动物用来实现在壁面上附着的器官主要有足爪、光滑爪垫和刚毛爪垫.在粗糙表面上动物使用足爪附着,基于机械内锁合的附着机制.在相对光滑的表面上,动物则使用光滑足垫或刚毛足垫实现附着.光滑足垫是基于毛细吸附的附着机制,称为湿黏附;刚毛足垫主要是基于van der Waals力的附着机制,称为干黏附.爬壁机器人主要有生物机器人和仿生爬壁机器人两种,都是基于爬壁动物的附着机制的仿生应用.     

适用于导航系统的十字旋转型变倍机构

针对图像匹配辅助导航系统中图像获取源——变倍机构的不足,开发出一种超声电机驱动的十字旋转型变倍机构.首先,采用可调整的、适用两组传感器的十字支撑架结构实现多组传感器的交替工作,简化了机械结构形式、缩短了变倍时间、提高了变倍精度;其次,利用行波型超声电机作为驱动源,使变倍机构不受电磁干扰,光轴控制精度提高且能断电自锁;最后,将此机构应用于图像匹配辅助导航系统中,通过闭环控制系统消除机构获取图像过程产生的误差,并与图像匹配处理软件结合共同完成任务.试验结果表明,在不同负载的条件下,此新型变倍机构运行半个周期所需时间小于450 ms,其光轴稳定度小于0.1°,满足后续图像匹配算法的要求,能够适用于导航系统.