下肢假肢穿戴者跑动步态识别与膝关节控制策略研究

为研究假肢穿戴者跑动状态以及假肢膝关节的跑动控制,首先通过人体多源运动信息采集,获取髋、膝关节加速度信号、大腿股直肌部位肌电信号和足底压力信号,使用切比雪夫I型滤波方法进行降噪并提取信号特征。利用相关性分析方法,结合足底压力信号实现对跑动状态识别。在此基础上,利用粒子群优化的支持向量机方法进行信号分析,实现对6个跑动相位的识别。以四连杆假肢为被控对象,以人体跑动信号的特征点为各相位的转移条件,提出了基于有限状态机的假肢跑动控制策略。通过多项式拟合,建立了假肢膝关节控制模型,并进行了下肢假肢测试平台的验证。测试结果表明,所提方法可以实现跑动步态与相位的有效识别,并控制假肢膝关节做出正确的跑动动作。     

点线特征自适应融合室内SLAM算法

传统的视觉同时定位与地图创建(SLAM)依赖于点特征来估计相机位姿.然而在室内环境中存在大量低纹理区域,使得提取足够多的点特征变得困难.此外,当相机抖动剧烈或转向过快时,基于点特征的SLAM系统也并不鲁棒.针对上述问题,本文提出了一种基于RGB-D的点线特征融合SLAM算法,利用点特征和线特征的优点,在困难环境下获得了鲁棒的结果.首先,提出了一种基于特征丰富度的特征提取策略.解决在模糊和低纹理区域内提取特征困难的问题.其次,设计了一种点线特征关联图,优化线特征匹配效果.该方法不仅参考了线特征之间的相似关系,还考虑了点线特征之间的几何关系.最后,在构建光束法平差的成本函数时建立自适应模型,实现点线双模态特征的"无缝融合".本文分别在两个公开数据集和室内真实场景中进行了算法评估,并与其他先进算法对比.结果表明本文提出的算法具有更好的整体性能.     

聚丙烯锂电池隔膜专用料的开发

对进口聚丙烯(PP)锂电池隔膜专用料进行物料性质分析,结合市场需求,对开发的目标产品进行设计。利用三井油化液相–气相本体法工艺进行PP锂电池隔膜专用料的研发,通过调整各反应釜工艺参数,生产出专用料F302A。从常规物性、热行为、相对分子质量及其分布、加工性能等几方面对F302A和进口料进行表征分析。结果表明,F302A能满足锂电池隔膜的生产需要,可替代进口料。     

基于电路地图的移动机器人三维路径规划方法

通过建立多网笼三维立体电路地图的方式,将复杂的三维空间路径规划问题转化成为相对简单的电路求解问题,用不同的电阻阻值表征三维空间中障碍物、威胁源、气流或水流等对水下机器人或飞行机器人的不同运动影响程度,形成一种能够真实反映物理空间中实际情况的环境建模方式,使得路径规划的结果具有综合决策的效果.经仿真结果证明该方法节省系统计算时间,是一高效易行的路径规划方法.     

联苯酯类液晶的制备及其液晶性能的研究

合成了6个联本酯类液晶：4－烷氧基苯甲酸－4′-丁氧基联苯酯,通过DSC,POM和SAXS研究了产物的热致液晶性能,初步探讨了结构对液晶性能的影响,解释了其液晶相类型与端基柔性链长间的关系。     

基于TF-CNN与KECA的下肢运动能力评价方法

针对目前老年人和下肢运动疾病患者在运动障碍评定方面缺乏客观、定量标准的问题,提出一种基于迁移学习卷积神经网络(TF-CNN)与核熵成分分析(KECA)相结合的下肢运动能力评估方法。招募50名存在不同程度运动障碍的受试者,分为中年脑卒中后偏瘫组(MG,12例)、老年脑卒中后偏瘫组(EG,12例)及年轻健康组(YG,26例)。首先,采用Vicon MX三维步态采集系统采集50名受试者的步态视频与下肢运动学数据,利用像素自适应分割(PBAS)对步态视频进行预处理,提取步态轮廓图像。然后,通过TF-CNN提取步态轮廓图像的全连接层特征,将其与下肢运动数据在特征层进行融合。最后,利用KECA将融合矩阵映射到低维空间,提取主元子空间,并结合Zscore指标提出了融合步态视频数据与下肢运动学数据的运动障碍评估指标(MAI)。对各组MAI指标进行成对T-test检验表明MAI指标能够准确地对受试各组进行运动能力评定(p0.01);受试者的MAI指标与GARS-M评分的Pearson相关性分析表明,两者显著相关(r=0.92,p0.01)。实验结果证实了所提方法的有效性。     

SOMR结构网络机器人的核心数据调度

在单操作者多智能体SOMR的网络机器人系统中，网络数据传输中的拥塞是瓶颈问 题．作为操作者的核心计算机同时处理多个网络机器人的上传信息，并进行任务的协调与合 作，起着全局调度的作用，其数据调度方式是多机器人系统工作效率的关键．本文目的即为 解决SOMR的网络机器人系统中的数据调度方式问题，提出一种基于运筹学排队论的核心计算 机数据优化调度方式，数学分析结果表明其数据传输效率高于CSMA/CD和令牌等方式．     

带拖车轮式移动机器人包络路径的分析与量化

带拖车的轮式移动机器人系统由一节牵引车拖挂若干节拖车构成， 其运动轨 迹具有单车体机器人无法比拟的复杂性．本文针对带拖车的轮式移动机器人运动所生成的包 络路径进行了分析，并结合系统的运动轨迹和障碍物的分布情况提出了计算包络路径宽度的 方法，通过仿真实验验证了量化包络路径宽度的实际意义．     

基于现场总线技术的CIMS系统

在分析现场总线技术特点的基础上，结合实际的工程应用．介绍了一种集于Lonworks现场总线网构建CIMS系统的解决方案．本方案利用现场总线将企业现场的一次仪表联接成网，通过组态软件实现对生产现场控制网络上的实时数据监控和信息处理，并具有报表自动生成和向ERP系统提供企业能耗数据等功能，为企业信息化的实现创造了条件．针对工程实施中的一些常见典型问题进行了总结，并提出了改进的措施．     

基于全景与前向视觉的足球机器人定位方法研究

针对足球机器人比赛中要求快速准确获取目标位置信息的特点,设计了由全景视觉和前向视觉共同构建而成的机器人视觉系统.对于单一视觉传感器,采用图像坐标系转换求反正切法、分段比例法及针孔摄像机成像模型的方法,以blob面积为优选条件选择定位方式,从而得到精度较高的定位结果.实验结果证明了该视觉系统设计的合理性及定位方法的有效性.