单通道脑电信号眼电伪迹去除算法研究

由眨眼和眼动产生的眼电伪迹（Electrooculography,EOG）信号是脑电信号（Electroencephalography,EEG）中的主要噪声信号之一.目前,多通道脑电信号中眼电伪迹的去除算法已经较为成熟.而在单通道脑电信号的眼电伪迹去除中,由于采集通道数量较少且缺乏参考眼电信号,目前尚无十分有效的去除方法.本文提出一种基于小波变换（Wavelet transform,WT）、集合经验模态分解（Ensemble empirical mode decomposition,EEMD）和独立成分分析（Independent component analysis,ICA）的WT-EEMD-ICA单通道脑电信号眼电伪迹去除算法.实验表明：WT-EEMD-ICA算法有效地解决了单通道WT-ICA算法中的超完备问题,能够有效去除单通道脑电信号中的眼电伪迹,并且分离出的眼电伪迹成分与参考通道采集的眼电信号相关性较强.     

融合眼电及头部姿态的智能轮椅控制

目前已有的轮椅融合控制系统,为肢体残疾人提供了多种操纵策略。多数研究只从提升控制成功率的角度开展,少有从轮椅使用的安全性和舒适性角度开展的研究。为满足特殊群体对轮椅安全性和舒适性的需求,提出了一种新式轮椅控制策略,结合眼电信号和头部姿态变化进行融合控制。头部姿态角度变化适合用于轮椅的实际导向,符合人们的使用习惯;眼电分眨眼和眼动两种,眨眼行为快速且动作细微,适合作为需频繁使用的控制确认信号,而眼动行为不易发生误操作,因此适合用于发送求救信号。设计了一个集成眼电采集和头部姿态检测的护目镜,位于轮椅处的树莓派通过小波变换特征提取和随机森林算法分类,实现不易疲劳、操纵性好且安全的轮椅控制系统。实验表明,该种控制策略能在识别成功率达到92%的基础上,最大程度满足对安全性和舒适性的要求。     

Wheelchair for physically disabled people with voice,ultrasonic and infrared sensor control

This paper describes a wheelchair for physically disabled people developed within the UMIDAM Project. A dependent-user recognition voice system and ultrasonic and infrared sensor systems has been integrated in this wheelchair. In this way we have obtained a wheelchair which can be driven with using voice commands and with the possibility of avoiding obstacles and downstairs or hole detection. The wheelchair has also been developed to allow autonomous driving (for example, following walls). The project, in which two prototypes have been produced, has been carried out totally in the Electronics Department of the University of Alcalá (Spain). It has been financed by the ONCE. Electronic system configuration, a sensor system, a mechanical model, control (low level control, control by voice commands), voice recognition and autonomous control are considered. The results of the experiments carried out on the two prototypes are also given.     

典型相关分析去除脑电信号中眼电伪迹的研究

给出了一种基于典型相关分析（Canonical Correlation Analysis,CCA）的盲源分离技术来去除脑电信号中的眼电伪迹。通过实验验证了基于CCA的盲源分离方法去除眼电伪迹的有效性,并将该方法与广泛使用的独立分量分析（Independent Component Analysis,ICA）进行了比较。实验结果表明,基于CCA的盲源分离方法可以对眼电伪迹进行成功地分离和消除,该方法相较于ICA方法而言,算法更为简单,计算速度更快。     

基于ADP的导引控制一体化全状态受限反演控制

针对导引控制一体化设计中状态受限及非线性最优问题，提出了一种结合反演控制与自适应动态规划（ADP）技术，考虑全状态受限的新型导引控制一体化设计方法.首先，将状态受限的严格反馈系统通过坐标变换转化为非状态受限系统.然后，采用前馈反演控制与反馈最优控制相结合的设计思路，利用ADP技术在线求解非线性HJB方程得到最优解.最后通过李亚普诺夫理论证明了系统的闭环稳定性与所有信号的一致有界性.与传统方法的对比仿真验证了该设计方法的可行性与优越性.     

一种针对机动目标的三维鲁棒导引律

针对球坐标系下的三维导弹与目标相对运动模型,基于零化导弹与目标视线角速度的思想,在不依赖于碰撞线附近线性化的假设的情况下,设计了满足输入-状态稳定性(ISS)理论的非线性鲁棒导引律.该导引律的设计不需对目标机动加速度做自适应估计,在目标运动信息完全未知的情况下可实现对机动目标的扰动抑制、跟踪和拦截.仿真结果表明,所设计...     

智能轮椅路径规划优化问题的研究

在智能轮椅路径规划问题的研究中,针对智能轮椅在执行任务前,需要根据所经区域内已知的环境,障碍物或者环境条件变化和不确定等信息路径,并根据规划出的路径完成智能轮椅的路径规划。为了使智能轮椅能准确识别起始点到目标点的路径,提出了一种改进的快速扩展随机树(Rapidly-exploring Radom Tree,RRT)的路径规划算法。进行路径规划过程中,采用蜜糖扩散法对智能轮椅运动的环境地图进行预处理,使树的扩展有一个趋于目标点的趋势,大大减少了搜索时间。在路径规划过程中,针对环境条件变化和系统存在不确定性因素,提出了基于滚动窗口的路径规划修正算法。仿真结果表明采用的方法缩减了智能轮椅的路径规划的时间,并实现实时避障,达到了规划最优性能。     

Effect of vibration on eye,head and helmet movements while wearing a helmet‐mounted display

Previous research has demonstrated a loss of helmet‐mounted display (HMD) legibility for users exposed to whole body vibration. A pair of human factors studies was conducted to evaluate the effect of whole body vibration on eye, head, and helmet movements for seated users of a HMD while conducting simple fixation and smooth pursuit tracking tasks. These experiments confirmed that vertical eye motion can be demonstrated, that is consistent with the human visual systems' response to the vestibular–ocular reflex (VOR). Helmet slippage was also shown to occur, which could exacerbate loss of display legibility. The largest amplitudes in eye movements were observed during exposure to sinusoidal vibration in the 4–6 Hz range, which is consistent with the frequencies that past research has associated with whole‐body resonance and the largest decrease in display legibility. Further, the measured eye movements appeared to be correlated with both the angular acceleration of the user's head and the angular slippage of the user's helmet. This research demonstrates that the loss of legibility while wearing HMDs likely results from a combination of VOR‐triggered eye movements and movement of the display. Future compensation algorithms should consider adjusting the display in response to both VOR‐triggered eye and HMD motion.     

基于自适应动态规划的导弹制导律研究综述

自适应动态规划（Adaptive dynamic programming,ADP）作为最优控制领域的近似优化方法,是求解复杂非线性系统最优控制问题的有力工具.近年来,已成为控制理论与计算智能领域的研究热点.本文着重介绍ADP算法的理论研究进展及其在航空航天领域的应用.分析了几种典型的制导律优化设计方法,以及ADP方法在导弹制导律设计中的应用现状和前景.     

末制导中估计器与制导律设计方法新进展

对末制导中估计器与制导律设计方法的最新进展进行了较为全面的综述. 首先根据确定性等价定理(Certainty equivalence principle, CEP)是否成立,给出了现有设计方法的三种分类; 随后对三类方法中典型算法的基本思想、优缺点以及相互关系做了详细介绍; 最后提出了进一步优化现有估计器与制导律设计的新思路,并展望了改善大机动目标拦截末制导性能方法的发展方向.     

基于Android手机的智能轮椅室外导航方法

将Android手机与Google卫星地图结合,可作为便携易用的室外导航控制器.利用Google卫星地图提供的环境数据,提出一种基于Android手机进行智能轮椅室外导航的方法.该方法采用扩展卡尔曼滤波进行信息融合,以提高轮椅位姿估算精度,建立基于行为的动态路径规划算法,实现局部未知环境下的路径规划.通过室外导航实验验证了该方法的有效性.     

多源信息融合的引制一体化技术研究

制导引信一体化技术是引信技术的一个新发展方向,为了提高对空中机动辐射源目标的毁伤效果,采用末段制导与引战配合一体化技术,充分利用导引头、惯导和引信本身提供的导弹与目标信息,在末端制导过程中根据目标与导弹的相对运动信息进行实时弹目交会情况预测,结合给定的目标几何特征信息,实现了最佳起爆时机、起爆方向、目标杀伤概率等系统建模,最后通过仿真计算并验证了起爆控制算法的有效性,可进一步提高防空导弹引战配合效率和武器系统的作战效能,具有重要的军事应用价值.     

基于Microwindows的嵌入式GUI分析及应用

嵌入式图形用户界面(Embedded GUI)是嵌入式计算机系统的核心技术之一。本文首先阐述Embedded GUI的应用现状,指出Microwindows(最新版本0.9)的优势所在;然后,分别从体系结构和应用编程接口的角度,结合源代码,深入分析了Microwindows;最后,在Red Hat Linux8.0的仿真环境下演示了Microwindows的应用。     

舰载无人机自主着舰回收制导与控制研究进展

舰载无人机正成为未来海战的重要组成部分,制导与控制是舰载无人机自主着舰/回收的关键技术.本文综述了舰载无人机自主着舰/回收制导与控制技术.概述了舰载无人机的发展历史,简单描述了舰载无人机跑道拦阻着舰、撞网回收、伞降回收、绳钩回收、天钩回收、过失速着舰、智能飞落着舰、风向筒回收、秋千式吊架回收等典型着舰回收方式.在深入分析无人机自主着舰/回收制导与控制关键问题的基础上,重点概述了无人机着舰/回收经典制导与现代制导技术,以及着舰/回收经典控制、现代控制、非线性与自适应控制、智能控制等飞行控制技术的研究现状.最后,对无人机自主着舰/回收制导与控制技术的发展状况进行总结,并对未来研究重点进行展望.     

基于粒子群优化算法的动态停车路径诱导技术

首先分析了停车诱导系统(PGIS)中动态路径诱导的特点;为了达到实时诱导技术要求,介绍了一种生物界仿真算法——粒子群优化算法的特点及其应用在最优路径搜索中的基本方法;仿真实验表明该方法搜索速度非常快,适合用于动态停车路径诱导技术中。     

基于Microwindows的嵌入式GUl分析及应用

嵌入式图形用户界面(Embedded GUI)是嵌入式计算机系统的核心技术之一。本文首先阐述Embedded GUI的应用现状，指出Microwindows(最新版本0．9)的优势所在；然后，分 别从体系结构和应用编程接口的角度，结合源代码，深入分析了Microwindows；最后，在Red Hat Linux8．0的仿真环境下演示了Microwindows的应用。     

可回收火箭大气层内动力下降的多阶段鲁棒优化制导方法

针对大气层内可回收火箭的动力下降问题, 提出一种多阶段的鲁棒优化(Robust optimization, RO)方法. 由于大气层内存在未知风场, 如何在火箭下降段考虑这种不确定性具有十分重要的意义. 首先, 建立一个关于高度的不确定风场模型, 在该风场下给出火箭动力下降的鲁棒最优控制问题. 为了求解该问题, 使用一种对不等式约束采取一阶近似并将一阶项作为安全裕量加入约束的鲁棒优化方法, 得到一个可以求解的单阶段鲁棒优化算法. 其次, 定量给出安全裕量的上界, 基于该上界提出一种多阶段鲁棒优化算法, 避免单阶段鲁棒优化算法中安全裕量可能过大导致无法求解的问题. 最后, 通过仿真对比各个算法在多个实际风场下的性能, 结果表明所提出的多阶段鲁棒优化方法同时具有较高的落点精度和对于不同风场的鲁棒性.     

基于修正导航向量场的AUV自主避障方法

针对复杂海洋环境下的自治水下机器人(Autonomous underwater vehicle, AUV)三维避障问题, 本文提出了一种高效的修正导航向量场方法.构建自由空间下的初始导航向量场, 引导AUV以最短路径向目标点航行.定义修正矩阵来量化描述障碍物对初始导航向量场的影响, 得到障碍空间下的修正导航向量场, 使得AUV向目标点航行的同时躲避静态障碍.通过结合障碍物运动速度, 分别构建相对初始导航向量场与相对修正导航向量场, 并采取有限时域推演与调整策略, 最终引导AUV安全躲避动态障碍.仿真结果表明, 本方法能较好地应用于复杂海洋环境下的AUV避障任务.     

基于运动引导的高效无监督视频目标分割网络

大量基于深度学习的无监督视频目标分割(Unsupervised video object segmentation, UVOS)算法存在模型参数量与计算量较大的问题, 这显著限制了算法在实际中的应用. 提出了基于运动引导的视频目标分割网络, 在大幅降低模型参数量与计算量的同时, 提升视频目标分割性能. 整个模型由双流网络、运动引导模块、多尺度渐进融合模块三部分组成. 具体地, 首先, RGB图像与光流估计输入双流网络提取物体外观特征与运动特征; 然后, 运动引导模块通过局部注意力提取运动特征中的语义信息, 用于引导外观特征学习丰富的语义信息; 最后, 多尺度渐进融合模块获取双流网络的各个阶段输出的特征, 将深层特征渐进地融入浅层特征, 最终提升边缘分割效果. 在3个标准数据集上进行了大量评测, 实验结果表明了该方法的优越性能.     

基于方向加速法的RLV再入预测制导研究

针对可重复使用运载器(RLV)再入制导问题,为克服算法复杂度高、时效性差、以及环境扰动引起制导精度降低的问题,提出了一种基于修正方向加速法的再入预测制导方法,通过实时预测落点偏差及性能指标来在线搜索最优控制量增量。该方法以无约束极值理论为基础,将多约束的非线性最优化问题转化为无约束最优化问题。采用修正的方向加速法将多维搜索转化为一维搜索;同时进行最佳搜索方向替换,在性能指标收敛最快的方向上直接搜索可行解,降低了算法复杂度并提高了RLV抗扰动能力。仿真结果表明,与单纯形替换法相比,该方法可有效提高制导系统的时效性和精度,具有一定的工程应用价值。