基于Kinect体感的仿真对抗游戏系统设计

Kinect的研究和应用在国内外都呈现出热潮,相关技术如人脸识别、动态跟踪、手势识别等均日趋成熟。让机器人能够实时跟踪人的动作功能并完成与人的沟通互动是机器人研究的一个新的领域,而具有动态跟踪、手势识别、高精度仿真等功能的对抗机器人将能够很大程度上实现人机交互,在这个全新领域是很好的应用实践。本文主要以基于Kinect体感的仿真对抗游戏系统为研究核心,对其工作原理、实现方法等做深入分析。涉及核心技术属于电子通信、体感系统、人机交互等技术领域,可用于仿真游戏行业、也可用于医疗、军事、科研等领域。     

基于ARM的智能搬运机器人设计

文章设计的是一款以STM32微控制器为控制核心的可实现寻迹驾驶、避障和抓取物体功能的智能搬运机器人,微控制器可以处理外围的寻迹模块和避障模块采集到的信号,保证机器人稳定的运行和能做出避障动作,并配有4个舵机构成的四自由度机械臂,整个系统由锂电池供电,保证整个系统供能稳定运行。     

基于Kinect的室内空间三维地图构建与优化研究

搭建精确的三维地图是机器人应用的重点问题,采用机器人自身所具有的传感器对未知环境开展三维地图创建,实现自身的定位与实时导航等,已经成为人们所研究的热点方向。文章针对三维地图创建时具有的鲁棒性与实时性不足等问题,设计一种基于图像特征点的三维地图创建模式。首先,分析Kinect获取的RGB数据,进行误匹配数据的删除,降低系统匹配算法的迭代次数,利用Kinect深度数据得到对应特征点具有的位置与姿态。其次,通过ICP算法迭代得到刚体变换矩阵具有的精确配准操作,获取室内真实场景之下具有的三维地图。最后,引入基于TORO图优化算法的检测模式,开展具体的仿真,分析其有效性。     

办公建筑室内人员在室情况识别方式的研究与应用

有关建筑人员行为的研究主要分为人员位移与人员动作2个层面,研究与应用该领域成果的前提为相关行为数据的获取。人员位移为实时的室内人员在室情况。针对该研究领域的相关需求,认为人员在室情况的数据获取应具有动态地、自动地识别室内人员数量及位置的功能,并有效保障室内人员的隐私。基于图像分类技术及骨骼追踪技术,开发了连接Kinect体感传感器的动态室内人员在室情况识别程序(DIOIK),并通过4 h的视频验证,得到其平均识别准确率为93.57%。     

驻波作用下有限厚度海床动应力路径特性研究

基于驻波作用下有限厚度海床动力响应的解析解,推导了海床内土体单元在以轴向偏差应力的一半为横坐标,剪应力为纵坐标的应力平面上的动应力路径,得出土体单元位于波节处的动应力路径为纵轴上的一条线段;位于波腹处为横轴上的一条线段;位于波节与波腹之间为非标准椭圆形。以北海区域为例对确定动应力路径的初始相位差?、轴向偏差应力幅值的一半a、剪应力幅值b 3个参数进行分析,得出在0~0.35倍海床深度范围内时,波节与波腹之间土体单元的动应力路径趋近于线段,而在0.35~1倍海床深度范围内时,动应力路径为非标准椭圆形,且初始相位差?沿相对深度的增加在-180°~-150°范围内变化。通过海床渗透系数、波浪周期、海床厚度对海床内土体单元动应力路径的影响分析可得:海床渗透系数、波浪周期的变化不会改变海床内相同位置土体单元a,b的取值,而对?的取值会有影响。当海床渗透系数不小于10-2 m/s时,海床内土体单元的动应力路径均为线段;而在不同波浪周期下,?在海床下部区域的变化范围均为-180°~-150°。当海床厚度较薄时,动应力路径在表层0~0.03倍波长范围内趋近于线段;当海床厚度在0.3~2倍波长范围内时,随着海床厚度的增加,海床表层动应力路径趋近于线段的深度范围逐渐增大。     

单面碳纤维增强复合材料补强含斜裂纹钢板疲劳寿命研究

通过疲劳试验以及有限元软件ABAQUS,对含中心斜裂纹钢板的疲劳性能进行了研究,分析了初始裂纹角度对钢板疲劳寿命的影响。试验共设计了6个试件,包括未修复和碳纤维增强复合材料(CFRP)单面修复两种类型,涉及0°、30°和60°3种初始裂纹角度。通过比较不同初始裂纹角度的试验结果,研究了其对含中心斜裂纹钢板疲劳寿命的影响,试验结果表明:当初始裂纹在钢板宽度方向上的投影长度相同时,初始裂纹角度对未修复和单面修复试件的疲劳寿命无明显影响。提出了一种简化的疲劳裂纹扩展预测方法,应用ABAQUS模拟了初始裂纹角度分别为0°,15°,30°,45°和60°的钢板的疲劳裂纹扩展,并将数值模拟结果与试验结果进行了对比,吻合情况良好,说明提出的简化模型可应用于工程预测。     

渝东南下志留统龙马溪组层理性页岩力学特性试验研究

渝东南下志留统龙马溪组页岩层理发育,采取该地区露头岩样,在页岩基础物性测试的基础上,开展了不同层理角度条件下的页岩力学特性研究。结果表明:在岩样单轴受压直至破坏的过程中,随页岩层理倾角的增大,其单轴抗压强度线性增大,夹角在0°~45°范围内时,破坏面延展方向与层理倾角一致,夹角在60°~90°时,仅部分裂缝的展布与层理倾角吻合,主破坏面延展与层理倾角不一致而产生劈裂破坏;岩样的抗拉强度分布在2.872 0~10.490 0 MPa区间内,压入硬度在556.6~1 842.98 MPa范围内,随着层理倾角的变化,抗张和硬度特性都表现出较强的离散性。页岩层理发育对岩石力学性质影响较大,建议在该地区页岩气钻井、压裂改造的设计中应充分考虑页岩力学特征的各向异性。     

基于岩土渐进变形特征的数字散斑相关优化分析法

图像分析效率是数字散斑相关方法(DSCM)在岩土工程试验应用中的关键问题之一,而一些岩土类材料在荷载作用下的位移大小与方向具有缓慢变化的图像特征。为提高DSCM图像分析效率,提出了一种基于岩土渐进变形特征的"局部定向搜索"(LDSM)优化分析方法,给出了该方法适用的前提条件以及具体算法和实用公式,并在自行研制的数字照相量测软件Photo Infor中编程实现了相应功能。此外,给出了"局部定向搜索法"的关键参数——搜索角度的推荐取值范围(30°~45°)。研究表明:"局部定向搜索"优化方法分析结果与常规方法相同;在搜索角度为45°时,其计算效率相对于常规方法提高(1.3~1.6)倍;随着测点数量的增多,计算效率呈现出一定的稳定性。局部定向搜索法对于DSCM在岩土力学与工程试验研究领域中的广泛应用,具有比较重要的的实用价值。     

有初始转角的隔震支座在不同方向地震水平力作用下的力学性能研究

为了研究大跨度空间结构支座转动问题,对上下表面发生相对转动的橡胶隔震支座水平力学性能进行了研究。运用有限元分析软件ABAQUS研究了支座无初始转角时的水平性能,分析了有初始转角橡胶隔震支座在X向、Y向和45°向水平位移加载下的支座水平力学性能,得出了水平刚度与剪应变之间的变化关系。结果表明:X向和45°向水平位移加载时,在小剪应变下,支座水平刚度随初始转角的增大而减小,之后随初始转角的增大而增大;Y向水平位移加载下,在大剪应变之前,水平刚度随初始转角的增大而减小,之后随初始转角增大而增大;与无初始转角相比,有初始转角的橡胶隔震支座水平刚度较大,使得其在地震设防烈度下的隔震效果较差;在工程受力范围内,3种不同水平位移加载下,竖向压力的变化对水平刚度的影响较小。     

田间机器人前后倾角视觉测量的研究

该论文论述了两种单目视觉的前后倾角测量的方案：方案一通过对田间图片的处理,提取田间过道指定位置在图片中的特征点像素（u,v）,然后把这特征点的像素映射到建立好的BP神经网络,得出田间机器人的实际前后倾斜的角度。并通过计算出来的倾斜角度与实际倾斜的角度相减得到绝对误差,实验表明该方案的最大绝对误差是1.05°,平均绝对误差是0.560°。方案二通过对田间图片的处理,经过人工读取基准图片和倾斜图片的特征点的纵轴像素v,然后把得到的特征点像素v和基准图片对应的实际倾斜的角度映射到建立好的BP神经网络,得出田间机器人的实际前后倾斜的角度。并通过计算出的倾斜角度与实际倾斜的角度相减得到绝对误差,实验表明该方案的最大绝对误差是1.48°,平均绝对误差是0.875°。两种方案的绝对误差相差不大,都在2°以内,方案一实验相对简单,特征点的位置是固定的,处理起来不容易;方案二实验相对复杂,计算出的实际倾斜角度可能会误差叠加,但实时性好。