机器人辅助外科手术定位系统的初步实验与误差分析

基于提出的一种新的非接触、非损伤机器人辅助外科手术的定位方法，初步实现了一个原型 实验系统．首先介绍了原型系统的结构组成，三维模板的设计要求，然后给出了实验结果， 最后分析讨论了影响定位精度的主要因素.系统从原理上讲是可行的，从应用上讲是可能的 ，但需进一步提高系统的定位精度．实验表明，影响定位精度的主要因素是模板与机器人之 间的机械接口尺寸精度、由力传感器与模板重量引起的机器人机构变形、图像畸变的误差以 及选取投影点数据的不确定性，其中我们认为改进机械接口尺寸精度是提高系统定位精度的 主要途径，这是因为模板上的3个基本标记点是实现医疗图像上的病灶点到实际病人体内病 灶点映射变换的关键．     

自主移动机器人激光全局定位系统研究

本文介绍了我们研制开发的一种用于自主移动机器人的激光全局定位系统,重点 描述了该系统的硬件结构和工作原理,介绍分析了定位算法．文章最后介绍了该定位系统在 实验室条件下所进行的实验．实验结果表明：该系统具有较高的定位精度和抗干扰能力,是 自主移动机器人理想的定位工具．     

传感器网络中无线电干涉定位系统的多径误差分析

根据多径信号的物理特性,从理论上推导了镜反射的多径误差简便模型,基于该模型进行了无线电干涉定位系统的多径误差分析.讨论了衰减因子、天线高度和水平距离等多径参数对测量结果的影响,并且进行了仿真计算和分析.结果表明,高精度定位必须考虑多径效应.     

偏振激光雷达系统研制及实验测量

本文主要讨论一种偏振激光雷达系统的总体设计方案,应用于白天和夜晚卷云后向散射光退偏振比的探测研究.介绍了偏振激光雷达的探测原理,及此偏振激光雷达系统的结构、技术参数、探测方法、数据处理及结果分析.初步的实验结果表明,青岛上空高度在1.5 km左右的卷云的退偏振比在0.1.0.2之间.     

基于VRML的干涉实验仿真设计与实现

为了打破实验受时间、空间与仪器的限制,设计仿真实验可以很好地解决这个问题。VRML是网上三维虚拟现实技术,3DSMAX6.0是三维动画软件,将3DSMAX与VRML语言结合起来应用于迈克尔逊干涉实验当中,实现迈克尔逊干涉实验的仿真,将迈克尔逊干涉实验的实验操作通过软件系统的仿真呈现出来。     

基于角锥棱镜的激光干涉位移测量误差分析

基于光线矢量方法和角锥棱镜光学特性,推导角锥棱镜姿态角、直线运动自由度、余弦误差以及阿贝误差对激光干涉位移测量影响的数学表达式,并使用RENISHAW XL80激光干涉仪搭建测量光路,开展相关测量实验;结果表明：姿态角对干涉位移测量的影响通常不超过0.1 μm;当角锥存在直线自由度误差时,返回测量光束的光斑中心会产生与水平或垂直直线度方向一致的平移,但不会引入几何位移测量误差;推导给出角锥棱镜测量光束的回光偏移量与余弦误差之间的关系,阿贝误差与阿贝臂值和角锥棱镜偏摆角之间的关系;干涉位移测量实验表明,通过修正阿贝误差,可以有效提高位移测量精度;研究结果建立了基于角锥棱镜进行干涉位移测量的误差分析方法,为干涉位移测量的误差补偿提供依据。     

高精度激光干涉条纹细分系统

在激光干涉测量中,通常以相位差为90°的两路信号进行辨向计数和细分,而在这两路信号中普遍存在着非正交误差、不等幅误差和直流电平漂移误差,这些误差的存在严重地影响了测量结果的精度。因此,设计了以C8051F单片机为核心的电路补偿模块,采用以Heydem ann模型为基础的误差修正方法,对以上3种误差进行了动态补偿,进而实现了纳米级精度的位移测量。     

波的干涉实验演示

波的干涉演示实验，在高中物理《波的干涉》教学中使用。课件动态地模拟双波源的平面干涉情况，通过滑动按钮调节两波源的间距，观察干涉图样的变化，可以帮助学生直观、定量地理解波的干涉图样。     

分离式超声波平面定位系统的设计与实现

将超声波测距技术应用于物体的平面定位中,设计具有精确度较高的平面定位系统.阐述了分离式超声波平面定位的基本原理和实现方法,介绍了系统软硬件实现过程,并详细讨论了三角形平面定位法、温度补偿、软硬件校正及误差分析等提高定位精度的方法.该系统以51系列单片机为核心,正常工作有效温度范围为0～50C,定位范围为5 m,最大误差为7 mm.该系统最终用于"网络游戏实物平台"中,实现棋盘上棋子的平面定位.     

高精度单频激光干涉仪的设计与试验研究

提出了一种光学8倍频的耦合差动式干涉光路,其结构设计简洁紧凑,光路布局对称性好,光程差倍增,符合阿贝原则和结构变形最小原则。对系统精度在理论分析的基础上进行了估算,得出了在10mm范围内干涉仪综合精度的理论值约为±1．8nm。采用与电容测微仪比对的方法对该系统进行检测,利用线性回归的方法对测量结果进行处理。试验结果表明：该干涉测量系统的精度约为14nm。     

基于加权联合导向矢量模型的InSAR干涉相位估计

基于干涉图的传统干涉相位估计方法,当由于图像配准误差而导致的干涉图质量较差时,就难以恢复出准确的真实干涉相位.本文提出了一种基于加权联合导向矢量模型的InSAR干涉相位估计方法.该方法构造最优联合观测矢量和加权联合导向矢量,同时利用相邻像素的相干信息,并采用波束形成技术,因此具有自适应图像配准和降低相位噪声的功能,因而可以在SAR图像配准精度很差(可以允许达到一个分辨单元)的条件下准确地估计相应像素间的干涉相位.仿真及实测数据的处理结果证明了此方法的有效性.     

极化方位角对Yamaguchi参数分解的影响

以极化方位角估计为基础,对由方位向地形引起的极化分解误差进行深入探讨,详细分析方位向地形对4参数Yamaguchi分解的影响,同时利用全极化SAR方位角估计减少地形因素带来的影响。最后,利用AIRSAR系统于1992年在San Francisco地区的全极化数据进行实验分析。实验结果表明,利用极化方位角补偿的方法,可以改善Yamaguchi分解的精度。     

基于极化相似性特征的极化SAR图像的谱分类

针对极化SAR图像分类存在的问题,提出了基于SAR目标的极化特征的二维谱聚类方法。该方法可以充分考虑目标的极化相似性特征,利用二维的谱聚类方法实现极化SAR图像的分类。它以两目标散射的极化相似性参数图像作为输入特征,用二维图权函数代替一维图权函数求权值,使采样点分类和特征矢量分类相一致,从而实现极化SAR图像的分类。实验结果表明,该方法具有更好的分类结果,明显优于K均值分类。     

交替测量式掘进机定位系统误差建模与分析

交替测量式掘进机定位技术在多次交替测量过程中会产生累计测量误差,从而影响掘进机定位精度。目前主要围绕单次测量误差产生原因、误差分布规律及误差减小方法展开研究,未有针对多次交替测量误差分布规律的研究成果。通过分析交替测量式掘进机定位系统工作原理及定位过程,构建了掘进机定位误差模型。采用作图法验证误差模型的正确性,结果表明作图法与误差模型得到的定位误差基本一致,二者仅存在10^-3数量级误差。通过误差模型研究了角度测量误差、测距误差、推移步长及掘进机与测量平台间距对掘进机定位误差的影响,结果表明:角度测量误差越大,定位误差曲线的曲率越大,即误差增大越快,且Y_T轴定位误差增大速度远大于X_T轴;测距误差对X_T轴定位误差影响较大,测距误差越小,初始X_T轴定位误差越小,但误差变化速度不受影响;随着推移步长增大,Y_T轴定位误差曲线曲率增大,即Y_T轴定位误差增大速度加快;掘进机与测量平台间距和推移步长对掘进机定位误差的影响基本是等效的。采用正交试验方法分析了各因素对掘进机定位误差的影响程度,结果表明:测距误差对X_T轴定位误差影响最大,其次为角度测量误差,推移步长和掘进机与测量平台间距影响最小且二者影响程度一致;角度测量误差对Y_T轴定位误差影响最大,其次为推移步长和掘进机与测量平台间距且二者影响程度一致,测距误差影响最小。通过极差分析方法得到了降低定位误差的最优参数组合。     

水下探测与通信模拟实验系统设计

针对目前水声系统存在的复杂度高、技术难度大、研制成本高等问题,基于虚拟仪器和软件无线电技术,设计了水下探测与通信模拟实验系统。详细阐述了系统的工作原理和组成,完成了系统的软件与硬件设计。系统采用基于PC构架的模块化设计方案,具有成本低、可扩展性强、操作简单等优点。实验结果表明：系统可进行水声通信、目标探测等模拟和仿真。     

迈克尔逊干涉型光纤水听器研究与实现

设计了对偏振衰落不敏感的迈克尔逊干涉型光纤水听器,系统通过使用直接调制光源的相位载波零差检测方式实现了光纤水听器相位载波(PGC)解调,并给出了实验测试结果。由2个水听器组成水听器阵进行了水池实验,结果显示:该干涉型光纤水听器有明显的指向性,具有一定的潜在实际应用前景。     

Analysis of different polarimetric target decomposition methods in forest density classification using C band SAR data

The ability of synthetic aperture radar (SAR) C-band microwave energy to penetrate within forest vegetation makes it possible to extract information on crown components, which in turn gives a better approximation of relative canopy density than optical data-derived canopy density. Many studies have been reported to estimate forest biomass from SAR data, but the scope of C-band SAR in characterizing forest canopy density has not been adequately understood with polarimetric techniques. Polarimetric classification is one of the most significant applications of polarimetric SAR in remote sensing. The objective of the present study was to evaluate the feasibility of different polarimetric SAR data decomposition methods in forest canopy density classification using C-band SAR data. Landsat (Land Satellite) 5 TM (Thematic Mapper) data of the same area has been used as optical data to compare the classification result. RADARSAT (Radar Satellite)-2 image with fine quad-pol obtained on 27 October 2011 over tropical dry forests of Madhav National Park, India, was used for the analysis of full polarimetric data. Six decomposition methods were selected based on incoherent decomposition for generating input images for classification, i.e. Huynen, Freeman and Durden, Yamaguchi, Cloude, Van zyl, and H/A/α. The performance of each decomposition output in relation to each land cover unit present in the study area was assessed using a support vector machine (SVM) classifier. Results show that Yamaguchi 4-component decomposition (overall accuracy 87.66% and kappa coefficient (κ) 0.86) gives better classification results, followed by Van Zyl decomposition (overall accuracy 87.20% and κ 0.85) and Freeman and Durden (overall accuracy 86.79% and κ 0.85) in forest canopy density classification. Both model-based decompositions (Freeman and Durden and Yamaguchi4) registered good classification accuracy. In eigenvector or eigenvalue decompositions, Van zyl registered the second highest accuracy among different decompositions. The experimental results obtained with polarimetric C-band SAR data over a tropical dry deciduous forest area imply that SAR data have significant potential for estimating canopy density in operational forestry. A better forest density classification result can be achieved within the forest mask (without other land cover classes). The limitations associated with optical data such as non-availability of cloud-free data and misclassification because of gregarious occurrence of bushy vegetation such as Lantana can be overcome by using C-band SAR data.     

网络攻防对抗虚拟实验系统的设计与实现

为了提高学生进行网络安全实验的操作真实性,同时减少系统对硬件环境的依赖,设计并实现了网络攻防对抗虚拟实验系统。该系统通过实验终端模拟为虚拟计算机并组成虚拟网络,实现了对网络攻击和防御的模拟。扮演黑客的学生通过搜索其他虚拟主机的敏感信息,定制攻击方案并发起网络攻击,被攻击的实验终端可以采用主动或被动的防御措施保护自己的主机。测试结果表明,该系统性能稳定,可以满足相关实验要求。