机器人临场感的电触觉再现技术研究􀀁

本文在阐述机器人触觉临场感再现技术的相关原理及实现技术的基础上,指出了目前电触觉再现技术中存在的问题,提出了实现电刺激电流在线调节的新构想。文章最后述及了国专家学者关于触觉概念的新观念,并认为在未来一段时间内,与此相关的课题将是触觉研究的重点方向。     

指端电触觉再现的传函矩阵及解耦研究

针对电触觉再现中的解耦问题,提出采用噪声预置解除耦合的有效方法。通过研究电触觉再现的传递函数矩阵,从中分离出噪声预置矩阵,然后通过实验方法求解噪声预置矩阵。两点模式下的实验表明,采用噪声预置可以较好地改善电触觉再现的效果。     

基于射流方法的几何图形触觉再现技术研究

针对触觉临场感技术中几何形状再现的问题,提出了基于射流触觉方法的几何图形触觉再现技术,论述了射流几何图形触觉临场感再现的原理,探讨了几何图形的触觉表达,并进行了相关实验验证.在实验的基础上,提出并讨论了关于几何图形再现的触觉满意度评估指标.     

机器人触觉临场感电触觉反馈技术研究

本文对机器人触觉临场感电触觉反馈技术进行了实验性研究。设计出了电触觉反馈装置和触觉反馈手套,结合我们已经研制出的指形触觉传感器和数据手套构成了遥操作机器人触觉临场感系统。联机实验结果表明,该触觉反馈装置能够给操作者提供有效的触觉反馈。     

柔顺性触觉再现技术的研究

柔顺性触觉再现的研究难点主要集中在对触觉机理了解不深入、动态的感知过程、装置性能有限等方面.介绍了当前几种有代表性的柔顺性触觉再现装置:基于电流变液的触觉再现装置、气囊触觉再现装置、气动阵列触觉再现装置和基于弹性梁触觉再现装置.在此基础上讨论了这些装置的优缺点,并进行了比较.最后总结了柔顺性触觉再现技术的发展思路.     

力／触觉再现设备的研究现状与应用

力/触觉再现技术作为一种新兴的人机交互模式在虚拟现实系统得到较多应用。力/触觉再现设备是力/触觉再现系统实现过程中必不可少的环节,受到广泛的重视和研究。讨论了力/触觉再现设备的种类和特点,分类介绍了国内外力/触觉再现设备的研究现状,并作了分析比较。最后讨论了力/触觉再现设备在不同领域的应用,并探讨了其未来的研究发展趋势。     

遥作机器人触觉临场的电触觉实现

本文对电触觉的实现作了实验性研究，提出了在操作者手指上实现触觉再现的电极形状和分布以及剌激电泫波形，并由此给出了实现遥作机器人触觉临场感的系统构成及实现方案，该系统可使操作者遥感到从机器人手指与点，线，面等形状物的接触，位置分辨力可达２．２ｍｍ。     

仿人手感知的纹理识别与触觉再现方法研究

提出了一种仿人手感知的纹理识别及触觉再现方法.采用新型纹理检测装置以仿人手触觉感知方式采集纹理,对采集到的纹理信息进行主成分分析(PCA)降维提取特征,搭建多层感知(MLP)神经网络对6种纹理信号进行分类,识别率高达98.8％.在此基础上,基于采集数据的统计特性,采用正态分布振动模型再现纹理触感,并通过滑动窗口动态修正...     

遥作机器人触觉临场感的电触觉实现

本文对电触觉的实现作了实验性研究．提出了在操作者手指上实现触觉再现的电极形状和分布以及刺激电流波形，并由此给出了实现遥作机器人触觉临场感的系统构成及实现方案．该系统可使操作者遥感到从机器人机械手指与点，线，面等形状物体的接触，位置分辨力可达２．２ｍｍ．     

时空二维机器人电触觉临场感模型研究

针对机器人电触觉临场感应用的刺激电流参数设计,阐述了电刺激触觉的实现原理,建立了基于时间和空间的二维电刺激触觉临场感模型,并进一步建立了触觉容许限与刺激电流之间的数学关系．模型分析认为,刺激电流的动态范围是电触觉研究的重要内容,最佳电流是若干触点组最佳刺激电流的集合,极端情况下,各触点的刺激电流须单独进行设定．     

基于图形矢量模式的图像几何信息压缩方法

根据气象图像的具体特点从图像的矢量形式出发,对图像进行了有效的压缩。该过程用matlab程序实现,对其中曲线则用合适的插值拟合方法选用特定曲线代替,并验证了这种拟合在误差允许的范围内是有效的。这种图像的压缩方法同样适用于其他类型的图像。     

基于支持向量机的肿瘤形状特征分类

当两类中的样本数量差别较大时,支持向量机的分类能力将会下降。该文提出了一种支持向量机新算法——DFP-PSVM,将有约束条件的二次规划问题转换为无约束二次规划问题,并通过优化计算来实现。为了克服传统的蛇形算法不能收敛于边缘凹陷处以及初始化过于敏感的缺点,采用基于可变形模型的梯度矢量流方法,提取了乳腺X光片中的肿瘤区域,分析了3个基于边缘的价矩。将其他肿瘤形状特征作为DFP-PSVM分类算法的特征输入,进行恶性肿瘤和良性肿瘤的计算机辅助诊断。实验表明,在小样本、两类样本数量“严重不均衡”的情况下,该算法有着较强的分类能力。     

基于模糊形状上下文与局部向量相似性约束的配准算法

非刚性点集配准研究是模式识别领域的一项重要基础研究.本文在当前流行的非刚性点集配准算法的基础上提出了两个主要贡献: 1)模糊形状上下文(Fuzzy shape context, FSC)特征; 2)基于局部向量特征的局部空间向量相似性约束项.本文首先进行基于特征互补的对应关系评估, 在这一步骤中定义了模糊形状上下文特征, 然后基于模糊形状上下文特征差异和全局特征差异设计了特征互补的高斯混合模型.其次, 进行基于约束互补的空间变化更新.在这一步骤中, 定义了局部向量特征, 建立了局部空间向量相似性约束项.本文算法通过使用特征互补的高斯混合模型进行对应关系评估, 并将配准问题转化为可以用期望最大化(Expectation maximization, EM)算法解决的参数优化问题, 通过创建包含局部空间向量相似性约束项的能量方程优化了空间变换更新.本文首先测试了模糊形状上下文特征的检索率, 然后采用公开数据集测试了算法在点集配准与图像配准的性能.在与当前流行的十种算法的对比实验中, 本文算法均给出了精确的配准结果, 并在大部分实验中精度超过了当前流行算法.     

基于传感器微弱电流矢量检测电路的设计

该文通过对锁相放大电路设计原理和相敏检波相关性原理的研究,针对当前微/纳传感器信号小、频率高、测量难的特点,采用了双相锁相放大技术,克服了目前仪器昂贵、体积大和芯片不能直接测试电流的缺点,设计了能够应用于传感器微弱电流矢量检测的电路.该电路具有小型、简单、无需调相的特点,电流测量范围:0.61nA～50nA,频带:20kHz～40kHz,阈值为0.61nA,测量精度为0.19nA,相位测量精度为0.89°,能够实现ZnO纳米线传感器微弱电流幅值和相位删量的要求.     

基于电流预测的三相感应电机矢量控制

在分析三相感应电机离散化的电流预测控制模型的基础上,本文提出了一种新的基于电流预测的三相感应电机矢量控制的算法。该算法不同于传统的SVPWM调制方式,而是在每个采样周期内,对三相逆变器的8个电压矢量进行在线评估,并选择使目标函数最小的电压矢量作为下一个周期的施加矢量。该方法控制策略简单,且具有较好的动静态性能,实现了对M轴和T轴给定电流的快速跟踪。在MATLAB／Simulink仿真软件平台下建立仿真模型,仿真结果验证了本文所提出控制策略的正确性和有效性。     

基于电致振动效应的触觉再现系统的设计与实现

触觉再现能够再现虚拟物体的表面纹理,在医学、军工、教育、娱乐等领域有重要的研究意义。本文研制一种基于电致振动效应的触觉再现系统,该系统通过增加手指和触觉面板之间的静电吸引力,进而增加手指和触觉面板之间的摩擦力,能够实现更为细致灵活的触觉再现。     

斜坡触觉及射流触觉显示器技术研究

简要介绍了斜坡触觉原理,在此基础上阐述了基于水射流方法的触觉显示器技术原理,建立了反映射流压力与触觉感受量之间关系的触觉模型,并对指端弧面对射流触觉的影响进行了分析计算,通过模型分析认为射流作用下指端的触觉感受量是一个相对稳定的量,因此拥有较宽的动态范围。参考振动触觉语言给出了射流触觉的触觉语言,并讨论了射流触觉的显示内容和技术手段等应用层面上的问题。     

基于小波变换和形状-增益矢量量化的3维图像压缩

数据压缩是高光谱图像处理应用中的一个关键问题。为了对高光谱图像进行有效压缩，在2维小波变换的基础上，提出了一种分组矢量量化的高光谱图像有损压缩方案。该方案首先按照谱段类型对高光谱图像进行分组，然后对每个谱段分别进行2维小波变换，最后变换系数再使用一种Kronecker-Product形状-增益矢量量化方法来进行量化编码。计算机仿真结果证明．该算法在取得高压缩率的同时，不仅能很好地保持数据的谱特征，并能降低运算量。