脑外科立体定向手术中标记点的自动检测与定位

用图像处理和计算机视觉技术研究了脑外科立体定向手术中标记点的自动检测与定位,提出了下述检测与定位方法:首先为提高检测准确率设计A、B两类具有特殊纹理的标记,然后,检测B类和A类标记点并基于极线约束搜索缺失的A类标记点,最后进行标记点的双目匹配和三维重建.通过实验测试了该方法的检测准确率和定位精度.结果表明,该方法的标记点误检率为0.08％,漏检率为零,每对图像的平均处理时间小于200ms,标记点的平均定位误差小于0.55mm.该方法简化了脑外科立体定向手术的图像注册过程,而且通过跟踪头部标记点可以在线更新注册.     

基于嵌入式多核DSP 系统的并行粒子滤波目标跟踪

目标跟踪中的伺服系统需要极低的跟踪延时,由于粒子滤波跟踪算法固有的庞大计算量使得目标跟踪的精度大受影响。提出了一种粒子滤波跟踪算法在多核DSP 系统中的快速实现方法。首先,利用DSP 片上的包加速器来降低以太网相机的采集延时以及CPU 占用率,CPU 占用率从31%降低到10%;其次,通过手动操作高速缓存的刷新和实效,解决了多核同时共享图像数据带来的存储器一致性问题,多个核能通过高速缓存快速获取图像数据;最后,通过在多核核心上设置代理任务的方法,建立了一种多核并行计算的机制。粒子滤波算法中计算复杂度高的运算阶段被分配到多个核心上同时运算,实现了算法的低延时。实验结果显示8 核加速比达到7 倍以上,优于开放多处理标准 OpenMP 的并行优化效果。     

基于AMR的多轴伺服控制器设计及其应用

讨论了一种采用ARM处理器及FPGA设计的7轴电动机伺服运动控制器.与采用传统的MCU设计的多轴电动机伺服运动控制器相比,该控制器具有较高的集成度和灵活性,便于用户实现较为复杂的算法.试验表明,控制器性能稳定可靠,能够满足多轴电动机伺服运动控制的需要,已成功应用于7自由度数据臂力反馈控制系统设计.     

面向网络遥操作数据臂平台的设计与实验

介绍了一种面向网络遥操作的数据臂平台的设计及其关键技术。针对网络遥操作中的不定时延和主从臂的异构控制等问题提出了解决方案。依据面向关节的思想,设计了一种对操作者主动臂关节实现最大解耦和带有部分关节力反馈的数据臂机构,以此为基础建立了面向网络遥操作的主从臂控制仿真平台,并完成了主从臂的异构控制试验。     

面向虚拟装配与遥操作的新型数据臂设计

数据臂是可佩戴的人机交互设备。首先综述了国内外数据臂的研究,其次基于平面四杆机构和空间机构运动的确定性原理,设计了一种机构测量式的新型7自由度外骨架数据臂,给出了机构简图和数据臂测量人手臂运动信息的机构原理、建立了传感器与测量关节之间数学关系模型,探讨了一般异构机器人的控制方法,然后加工出样机数据臂并进行了走直线轨迹和圆轨迹试验、遥操作控制试验,给出了数据臂的试验曲线,证明了数据臂应用于遥操作控制等领域的有效性。     

仿壁虎机器人多路舵机控制器设计

针对仿壁虎机器人需要同时控制多路舵机的要求,设计出了一种基于TMS320F2812的多路舵机控制器。该控制器能够同时生成相互独立的12路PWM信号,精确控制12路舵机,同时允许DSP在不影响舵机控制效果的情况下,完成一定复杂程度的机器人控制算法运算。     

基于智能控制器的网络遥操作体系结构及控制策略研究

遥操作技术的发展趋势是提高机器人的自主性。为实现这一目标，提出了一种基于Agent的网络遥操作体系结构，分析了Agent结构和功能，讨论了各个子系统的功能及相应策略，并且提出了系统整体控制策略。Agent可以主动适应环境和理解人的意图，从而提高了系统的智能，简化了系统结构，增强了系统的扩展性和通用性。最后，通过空间卫星舱更换晶体生长炉棒料实验进行了验证。     

仿壁虎机器人研究综述

首先，详细介绍和分析了国内外仿壁虎机器人的研究现状．然后，讨论比较了仿生壁虎机器人所涉及的关键技术的优缺点．最后，在前面分析比较基础上对未来的发展趋势进行了预测．     

碰撞检测在大型虚拟场景中的应用

为了达到虚拟机器人在场景中漫游,要求实时地检测机器人与建筑物之间的碰撞.针对这种检测对于干涉精度要求不高,而对实时性要求较高的特点,采用假想长方体代替复杂物体进行OBB包围盒的计算方法,大大简化了计算复杂度.变化的虚拟场景,需要时刻更新包围盒,来判断机器人与环境物体是否碰撞.为了提高实时性,采取以下措施:只更新位置发生变化的物体的包围盒,静止物体的包围盒只做一次计算;找出与机器人距离最近的物体,只检测该物体与机器人是否碰撞,其他物体不进行检测.以上措施提高了计算速度,增强了检测的实时性.     

智能化网络家电控制中电力载波模块的设计

在家庭自动化研究中,利用电力载波进行信息传送正成为研究的热点。基于ST7536开发了一种面向短消息、短命令的网络家电控制的电力载波通讯试验平台,并进行了大量的试验研究。其结果表明,电力载波模块能够较好地构建家庭通讯网络,是一种性能价格比较高的控制方式。