从光流场计算刚体运动参数

本文研究了从单帧图象光流场恢复观察者相对于周围环境运动参数的计算问题,证明了分别至少需要两个光流点才能唯一地确定纯平移和纯旋转的平移方向和旋转参数。而至少需要八个光流点才能唯一地决定一般运动的平移方向和旋转参数。与已有算法相同,本文的算法简单且易于理解。本文同时分析了平移方向和旋转参数的几何意义,提出了一种利用光流点判别观察者运动形式的简单方法。     

高速运动物体飞行参数的CCD测量方法研究

高速运动物体的飞行参数的测量如：坐标测量着靶位置、偏航及飞行姿态等是弹箭类常规武器试验的关键项目。本文从CCD原理出发,通过高速数据采集,计算机图像处理,用扫描CCD相机对上述参数的测量方法进行探索和研究。由试验证明,该方法是一种全新、实时和准确的好方法。     

六幕光幕靶测量破片群飞行参数算法

为了准确测试破片群的飞行方向和位置,研究了六幕光幕靶测量破片群飞行参数测试算法.依据位置标识器上的破片位置坐标和破片穿过六个光幕的时刻序列,提出了一种识别各破片实际飞行速度和位置的算法.根据实际破片飞行的约束条件和位置标识器上留下的破片穿孔位置坐标,计算出穿过光幕靶的每一枚破片的飞行参数.在计算机上对所提算法进行了仿真,结果表明研究的算法能够有效地剔除虚假时间组合序列,可准确计算出完整穿过六光幕阵列中每一枚破片的飞行速度.     

结构光测量系统中光条中心的提取算法

在线结构光视觉测量系统中,光条中心的提取精度直接影响到整个系统的测量结果.由于光条宽度不同、光照不均匀及待测物体表面性质的差异,使得精确地提取光条中心存在一定难度.根据线结构光的特点提出了2种提取算法,分别为二值形态学细化算法和高斯分布的曲线拟合算法.实验结果表明,2种算法在测量中均具有可行性,且后者提取精度较高,更适合于光条中心线提取.     

斜投影光流场刚体三维运动和结构计算

本文研究从斜投影光流点及加速恢复刚体三维运动速度,加速度及结构生和约束,建立了光流运动方程组,证明了利用斜投影光流场中四个光流点及其加速度可完全确定刚体的三维角速度和角加速度参数,平移速度和和平移加速度不能确定但存在三个约束关系即允许有三个自由度,虽然不能确定刚体位置,但可以充分确定刚体结构形状大小。     

结构光双目测量系统标定方法

为了解决双目结构光测量系统参数不容易准确获取的问题,依据传统摄像机标定方法,结合结构光双目测量系统的特点,提出了CCD摄像机标定方法.通过对左右CCD摄像机采集得到的两幅标定模块的图像数据分析,按照"两步"标定法的思路,先得到平移向量R和旋转矩阵R等外部参数,再利用已知的空间距离求解到摄像机的成像模型需要标定的其他参数.实验数据表明,该方法可简便、准确地标定出CCD摄像机参数,方便了三维视觉测量工作,是一种有实用性的标定方法.     

基于结构光的焊缝检测系统设计中参数的确定

采用数学推导的方法对基于结构光的焊缝检测系统设计中的几个关键参数进行了研究,得出焊缝截面坐标与成像平面坐标之间的转换公式,并对结构设计中光源与摄象机之间的角度关系提出了优化结果,这对该系统的设计具有重要的指导意义。     

多臂自由飞行空间机器人协调操作动力学分析

利用牛顿-欧拉方法分析了多臂自由飞行空间机器人协调操作系统的动力学特性,推导出多臂自由飞行空间机器人协调操作的机械臂铰接连杆间的广义作用力计算方法.通过逐级迭代建立了多臂自由飞行空间机器人系统的动力学方程,进一步得到了驱动电机控制力矩的计算公式.仿真证明多臂自由飞行空间机器人操作的目标物体能够跟踪目标物体的期望位姿.     

基于结构光焊缝跟踪系统的研究

焊缝自动跟踪对提高焊接过程的自动化程度是非常重要的,本文采用结构光视觉的方法对焊缝进行检测和跟踪,研制了一套焊缝自动跟踪系统．在图象处理方面采用"LOG滤波"和"图象分割滤波'等有效的方法,经实验证明,实际焊接时的跟踪误差小于±0．5mm,能够满足一般焊接的要求．     

基于半自由飞行模式的多机协同航路规划

为改善传统自由飞行模式与集中管制模式的运行效能,本文提出一种用于民航空管系统的半自由飞行模式,并在该模式下研究多机协同航路规划问题.首先介绍半自由飞行空中交通管制系统的工作模式,然后设计了半自由飞行空中交通管制系统中最重要的多机协同航路规划方法.该方法基于实时动态网格和协同动态规划算法,在满足所有安全约束的前提下,实时...     

Coordinated motion planning algorithm for multi arm free flying space robot system

０　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＲｅｃｅｎｔｌｙ,ｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｓｐａｉｄｔｏｓｐａｃｅｒｏｂｏｔ（ＳＲ）ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｙｃａｎｔａｋｅｔｈｅｐｌａｃｅｏｆａｓｔｒｏｎａｕｔｓｏｒｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｒｗｏｒｋｌｏａｄｏｎｓｐａｃｅ...     

多臂自由飞行空间机器人协调操作运动控制算法

阐述了在空间微重力环境下多臂自由飞行空间机器人协调操作运动控制算法．首先推导出多臂自由飞行空间机器人协调操作的广义雅可比矩阵,其次给出了基于该矩阵的多臂自由飞行空间机器人协调操作分解运动速度控制算法,最后用计算机仿真验证了该算法的正确性．     

虚拟加工系统运动仿真的研究

分析了在虚拟制造中占有重要地位的机械加工过程仿真方法．以HAASVF-1加工中心为例，对虚拟加工系统的运动仿真进行了研究和探讨．利用UG强大的运动分析功能实现了虚拟加工系统的运动仿真．该运动仿真使人们直观感受加工过程，能对加工过程中出现的碰撞和干涉进行检测，并提供报警信息．     

微型扑翼飞行器虚拟设计与飞行仿真系统开发

介绍微型扑翼飞行器虚拟设计与仿真系统的总体结构和各功能模块的实现。根据拟合的仿生公式进行微扑翼飞行器的仿生学初步设计,进而建立了飞行器的三维结构模型,并根据飞行器的结构与扑翼运动规律进行了运动仿真。由飞行器的几种典型任务确定飞行模式,在建立飞行器动力学模型的基础上进行飞行姿态控制。采用随机分形技术生成具有真实感的地形,由此讨论了飞行器虚拟飞行过程中的静态与动态模拟方法。     

A virtual experiment showing single particle motion on a linearly vibrating screen-deck

A virtual sieving experimental simulation system was built using physical simulation principles.The effects of vibration frequency and amplitude,the inclination angle of the screen-deck and the vibration direction angle of screen on single particle kinematics were predicted.Properties such as the average velocity and the average throw height were studied.The results show that the amplitude and the angle of vibration have a great effect on particle average velocity and average height.The vibration frequency and the screen-deck inclination angle appear to have little influence on these responses.For materials that are difficult to screen the vibration frequency and amplitude,the screen-deck inclination angle and the vibration angle should be set to 14 Hz,6.6 mm,6° and 40°,respectively,to obtain optimal particle kinematics.A screening process can be simulated reliably by means of a virtual experiment and these results provide references for both screening theory research and sieving practice.     

A measurement system of magnetism parameters for motion control

Magnetism parameters vary with the position and the speed of electromagnetic actuator＇s motion parts.The measurement unit presented in the paper can be applied to get the position and the speed feedback information from the measurement of electromagnetism parameters,and can constitute the untouched feedback sensing unit in the closed-loop motion control,and it adapts to the diversified feedback control of electromagnetic actuator.The digital miniaturization meter,based on MSP430 single chip processor,which can do the multi-purpose measurement of Φ ＆ B through the menu selection,can be used for the electromagnetic actuator＇s performance evaluation and improvement,and also the online quality control in production process.Both real-time data graph and data table can be displayed in the meter.The paper presents the system＇s structure,describes the principle,discusses the working modes,and shows the software flowchart and the measuring results.     

集成电路虚拟制造系统

结合集成电路虚拟制造系统的设计,给出集成电路虚拟制造的系统结构,讨论了系统设计中的两个关键问题,既开放式集成框架软件的七发和集成电路制造系统的建模,在开放式集成框架的支持下,把各种异质仿真软件集成起来,得到支持面向任务的可控工艺流设计和产品可制造性分析能力,另一方面,通过制造系统建模技术,得到制造系统模型,该模型要支持生产过程的优化调度,并在调度结果基础上产生实际的生产控制过程,以集成电路的计算机集成制造系统为依托完成实际的产品制造。     

腹板开孔轻钢龙骨复合墙体截面参数对传热的影响

对腹板开孔轻钢龙骨复合墙体截面参数如钢龙骨翼缘宽度、龙骨厚度、龙骨宽度和龙骨间距对墙体传热的影响和热桥问题进行模拟研究.结果表明:龙骨翼缘宽度对墙体传热系数影响不大,对墙体局部多维传热影响较大;龙骨宽度对墙体传热系数影响很大,龙骨宽度越小,热桥现象越严重;墙体传热系数随龙骨厚度的增加呈线性上升,龙骨截面越厚,热桥现象越突出;热桥占墙体总面积的比例随龙骨间距增加而减小,墙体的传热系数相应减小,而对钢龙骨的热桥效应影响甚微.     

观测与相对论:光速在爱因斯坦狭义相对论中为什么不变?

1905年,爱因斯坦依据迈克尔逊-莫雷实验,提出光速不变性（invariance of light speed,ILS）假设,从而在理论上导出洛伦兹变换,建立狭义相对论（special relativity,SR）,揭示了时空和物质运动的相对论性.然而,直到今天,我们仍然并不确切知道光在爱因斯坦理论中担任什么角色,并不完全理解迈克尔逊-莫雷实验中光速为什么不变;并且,也不真地理解时空和物质运动为什么会呈现相对论性.基于物理世界的局域性（locality）,建立观测局域性原理（principle of observational locality,POL）,提出观测极限假设（hypothesis of observational limit,HOL）;以其为前提,从逻辑上导出观测媒介速度不变性（invariance of observation medium speeds,IOMS）,从理论上阐明,迈克尔逊-莫雷实验并不真地意味着光速不变,而是向我们展示一个极为重要的物理观测现象：观测媒介传递被观测对象之时空信息的速度具有观测上的不变性.事实上,ILS只是IOMS的一个特例,只在光作为观测媒介时成立;光速并非真地不变或不可超越.根据IOMS,从逻辑上和理论上导出广义洛伦兹变换（general Lorentz transformation,GLT）,概括并统一了伽利略变换和洛伦兹变换,并且,在波尔对应原理下,既与伽利略变换严格对应,又与洛伦兹变换严格对应.在GLT的基础上,因循爱因斯坦SR逻辑,建立起观测相对论（theory of observational relativity,OR）,概括了爱因斯坦SR.OR理论阐明了相对论性的本质和根源：所有相对论性现象都是观测效应,源于观测局域性,而非真实的自然现象或物理现实.或许,本文的观点和结论能给予我们关于时空和物质运动之相对论性现象以及爱因斯坦相对论新的认识或新的见解.

     

高速运动环境下的调频步进信号运动参数估计

针对高速运动环境下调频步进信号的速度补偿问题,提出了包络相关法和最小脉组误差法相结合的测速方法,首先用包络相关法对目标速度进行粗测,然后以粗测速度为中心,在一个速度周期内利用最小脉组误差法对速度进行精测,从而避免了最小脉组误差法可能存在的局部极小值问题.仿真结果表明,该方法测速精度高,并且具有较好的抗噪性.