一种基于EEG和sEMG的假手控制策略

针对残臂较短或残臂上肌电信号测量点较少的残疾人使用多自由度假手的需求,提出一种基于脑电信号（Electroencephalogram,EEG）和表面肌电信号（Surface electromyogram signal,sEMG）协同处理的假手控制策略.该方法仅用1个肌电传感器和1个脑电传感器实现多自由度假手的控制.采用1个脑电传感器测量人体前额部位的EEG,从测量得到的EEG中提取出眨眼动作信息并将其用于假手动作的编码;采用1个肌电传感器测量手臂上的sEMG,并针对肌电信号存在个体差异和位置差异的问题,采用自适应方法实现手部动作强度的估计;采用振动触觉技术设计触觉编码用于将当前假手的控制指令反馈给佩戴者,从而实现EEG和sEMG对多自由度假手的协同控制.为验证该控制策略的有效性进行了实验研究,结果表明,提出的假手控制策略是有效的.     

基于IMU模块的救援机器人姿态显示系统设计

Mini IMU姿态传感器中带有三轴陀螺仪和三轴加速度计,利用其模块放置在机器人可以实现机器人的姿态显示。履带式机器人在灾后进行巡检搜救,对陌生的地形情况,姿态信息显得极为重要。对此,将Mini IMU模块连接在机器人主控板上面,在飞思卡尔DP512单片机μC/OS II操作系统中,将数据整合转发给上位机,上位机软件接受到数据信息后,进行数据处理,再用OpenGL虚拟现实技术将机器人姿态复原在上位机中。完成整个设计后,实际让机器人进行旋转、攀爬,和在上位机中得到的数据进行对比测量实验,用误差分析的方法对实验结果分析及评估,具有较强的实时性、准确性、可靠性。     

面向纹理识别的便携式触觉传感器设计

本文设计了一种面向纹理识别的便携式触觉传感器,该传感器利用光纤光栅(FBG)识别检测不同的纹理和滑动接触速度,且便于机器人系统集成,同时对硬件和软件配置要求低,受环境影响小。在三维建模基础上对传感器结构进行静力学分析并优化,提高FBG对力觉信息的灵敏度;专门设计并搭建了实验平台,对传感器进行静力标定实验和复杂多纹理表面检测实验。通过实验数据的时频分析,验证了该传感器可以识别不同的滑动接触速度和不同的纹理。在该传感器中,FBG3的灵敏度最高,加载时,平均灵敏度约为51.1 pm/N,线性度为0.998;卸载时,平均灵敏度约为50.8 pm/N,线性度为0.998。FBG2的重复性误差和迟滞性误差最大,分别为2.35%和2.23%。     

基于粒子滤波的移动物体视觉跟踪方法

基于颜色特征的粒子滤波算法已成为移动物体跟踪的热点.提出一种基于加权颜色直方图的粒子滤波跟踪算法,利用Bhattacharyya距离来描述粒子与目标区域颜色模型的相似性.实验结果表明:该方法具有较好的实时性与鲁棒性,可应用在视频监控、小车寻迹等场合.     

物联网感知层多路径传输策略研究

多路径数据传输是无线传感器网络亟需解决的一个关键问题.本文针对节点故障、链路失效和外界干扰影响网络稳定性和可靠性,提出一种基于混合蛙跳算法的无线传感器网络多路径传输策略.首先我们详细介绍了蛙跳算法及其原理,之后我们将其应用到无线传感器网络多路径传输策略之中,接着运用混合蛙跳算法对传感网络节点其进行更新、划分、重组以便选择出最优节点建立传输最优路径,提高网络的稳定性和可靠性.通过算法仿真与结果对比提出的算法与AODV、粒子群PSO算法相比,在网络能耗、传输时延、丢包率、连通率和可靠度等方面都具有较好的性能.其中网络能耗比AODV、PSO算法降低了62.5％和35.8％.     

面向带电作业的手臂末端输出力评估方法

为了解决带电作业时手臂末端输出力的准确控制,提出一种基于表面肌电信号(sEMG信号)和支持向量机回归(SVR)实现对手臂末端施力的评估方法.通过手握机械手臂末端的手柄,做往复推拉运动,记录此时手柄处的力传感器的数据F,同时利用3组肌电信号传感器同步采集手臂的肌电信号.将肌电信号提取特征后,与力F组合成样本集合S,在样本集合中随机抽取50%的样本数据作为训练集,分别训练BP神经网络、GRNN神经网络以及SVR神经网络.最后用训练好的神经网络对整个样本集中的力F进行预测,并用均方根误差和相关系数评估模型的预测效果.结果显示,SVR神经网络的预测效果较好,其均方根误差为3.074 0,相关系数为0.951 7.     

基于三维骨骼信息的动态手势识别

手势识别作为人机交互的有效手段,成为当前研究的热点话题.针对动态手势识别存在时空多变性、特征复杂性等问题,本文提出了一种基于三维骨骼信息的动态手势识别方法.动态手势具有时间上的差异性和复杂性,极大地影响了动态手势识别的准确率.因此,本文设计了一种动态手势关键帧提取算法,该算法可以提取动态手势关键部分,用于进一步的特征提...     

基于高斯模型的核探测机器人寻找核辐射源方法

针对核泄露后核放射源准确定位的问题,提出了用核探测机器人自主寻找核辐射源的方法.该方法利用高斯模型描述核泄漏事故发生后周围大气中放射性核素云团的扩散,估测地面上放射性核素水平,并利用小型核探测机器人搭载核辐射探测仪,实时探测核辐射水平;根据建立的核污染扩散模型,采用模拟退火算法,自主寻找地面放射性核素辐射浓度最高的区域;通过基于超声模糊避障控制系统,保证机器人在执行任务中无碰撞.模拟核辐射源泄漏事故实验结果表明,该方法可以帮助机器人自主寻找到地面核素辐射水平最高区域.     

悬浮抱杆组塔工艺承力检测系统设计与应用

电力铁塔组立是危险系数极高的工作。为了保障施工安全，施工前有安全作业理论验算和严格的施工流程步骤管理，施工中有各种规章制度约束并采用视频监控等方式进行监督。但上述方式缺乏直接的力检测手段，为解决此难题，提出一种适用于内悬浮外(内)拉线组塔工艺承力系统的力检测方案，检测其吊装过程中抱杆系统的受力情况。以实际应用为目标，针对抱杆系统开发出卸扣力传感器、钢丝绳张力传感器和抱杆姿态仪等设备，详细说明了各传感器的安装位置，结合ZigBee无线通信技术，配合上位机软件，实现对组塔吊装过程的实时监控和预测预警。通过现场试用，表明该检测系统测量精确、安装方便，能满足现场检测要求。