基于姿态角的轮腿机器人驱动控制系统研究

在城市楼道环境中,尤其在面对楼梯等障碍时,五星形轮腿式机器人具有越障能力强、控制简单的优势。为防止机器人在攀爬楼梯时出现较大偏航倾斜,通过仿真软件ADAMS和Simulink中建立了五星形轮腿式机器人的整车动力学模型和PID速度控制模型。结果表明,该联合仿真控制模型能有效、快速地控制机器人速度,减小偏航角度,降低了研究和开发成本。将该驱动控制系统移植到原机器人系统中,并分析了机器人在本控制系统控制下攀爬楼梯等特殊情况下的稳定性能。     

基于区域分割的低覆盖点云配准算法

针对低覆盖点云配准的时间复杂度高、收敛速度缓慢以及对应点匹配易错等问题,提出一种基于区域分割的点云配准算法。首先,利用体积积分不变量计算点云上点的凹凸性,并提取凹凸特征点集;然后,采用基于混合流形谱聚类的分割算法对特征点集进行区域分割,并采用基于奇异值分解（SVD）的迭代最近点（ICP）算法对区域进行配准,从而实现点云的精确配准。实验结果表明,所提算法通过区域分割可以大幅提高点云区域的覆盖率,并且无需迭代即可计算刚体变换的最佳旋转矩阵,其配准精度比已有算法提高了10%以上,配准时间降低了20%以上。因此,所提算法是一种精度高、速度快的低覆盖点云配准算法。     

改进型微悬臂梁弹性常数标定系统

微悬臂梁作为原子力显微镜中感受微观力的关键元件,其法向和横向弹性常数的可溯源测量是微观力准确定量的前提.受微电子加工工艺的限制,微悬臂梁形状参数与其法向弹性常数无法准确标定,其横向弹性常数更是缺少广泛认可的标定方法.在天平法的基础上对标定系统进行了改进设计,超精密电磁天平与光杠杆结构的结合,能够准确测量微悬臂梁弯曲量及所受作用力,提高了法向弹性常数的准确度.设计了微孔样片和倾斜加载方式,实现了横向弹性常数的间接测量.基于本系统分别对3种商用微悬臂梁的法向或横向弹性常数进行了标定,并采用基于扫描电镜的尺寸参数法比对测量,实验结果重复性好、相对偏差小.研究结果表明该校准系统和方法可作为微悬臂梁弹性常数标定的参考方法.     

基于局部特征的点云配准算法

针对覆盖率较低的点云,提出一种基于局部特征的点云配准算法。首先提取点云 的局部深度、法线偏角和点云密度等局部特征,得到局部特征描述子;然后计算局部特征集的 相关性,得到相关候选点集;再次通过删减外点达到点云粗配准的目的;最后采用基于旋转角 约束和动态迭代系数的改进迭代最近点(ICP)算法,实现点云的细配准。实验结果表明,基于局 部特征的点云配准算法可以实现覆盖率较低点云的精确配准,是一种精度高、速度快的点云配 准算法。     

双点辅助定位的移动终端掌纹识别系统

移动终端掌纹识别中难以控制手掌摆放位置和姿态,并且受到复杂场景和差异光照的干扰以及硬件资源的限制。针对上述技术挑战,本文在Android平台上自主设计和实现双点辅助定位的新型掌纹识别系统,并解决整个工程实现中的多个技术难题。拍摄时由辅助点和辅助框共同限定手部位置和姿态,确定食指和中指之间以及无名指和小指之间的2个指间谷底点为关键点,旋转掌纹图像使两点连线与坐标系横轴平行,最终裁剪感兴趣区域用于特征提取和识别。本文提出的辅助定位方案增强了掌纹预处理抵御干扰因素的稳健性和系统实时性。     

Mean Shift和粒子滤波实现红外人体跟踪算法综述

红外摄像仪能够全天候工作且不会受限于像光线不足、漆黑夜晚等外界环境的干扰,但是红外图像成像质量差、分辨率低、信息单一等特点导致研究人体目标跟踪出现许多难点问题。主要贡献表现在以下三个方面：（1）对少有的公开的红外数据集进行详细归纳;（2）重点阐述了国内外在红外人体跟踪方面对Mean Shift算法和粒子滤波算法的改进方案;（3）重点介绍了融合红外成像与可见光成像实现红外人体跟踪的研究进展。     

基于字典学习和原子聚类的图像去噪算法

针对图像去噪过程中会导致细节和纹理结构信息丢失的不足,本文提出了基于字典学习和原子聚类的图像去噪算法。该算法首先利用含噪图像通过字典学习算法得到自适应的冗余字典,然后提取字典中每个原子的HOG特征和灰度统计特征构成特征集,并利用原子的特征集将冗余字典中的原子分成两类(不含噪原子和噪声原子),最后利用不含噪原子恢复图像,达到去噪的目的。实验结果表明,本文提出的算法无需知道噪声的先验信息,峰值信噪比好于现有的流行算法,且能较好地保持图像细节和纹理结构信息,提高了视觉效果。     

利用直方图调光算法来提高车牌识别率

在现有各种调光方法的研究基础上,提出一种基于图像策略的先进调光算法-车牌直方图调光算法的车牌抓拍与识别方法.首先,利用车牌的直方图分布来判断曝光信息,根据曝光信息,在亮度模式下通过调节亮度基准的方式实现在复杂光照条件下的自动曝光控制,克服了现有调光方法的不足.同时本文也介绍了该调光算法的具体实现流程.最后以"智通慧眼"车牌抓拍识别设备为例,对该算法进行了实地测试.实验结果表明,与传统调光的车牌识别算法进行比较,本文提出的算法可以有效地提高车牌识别率,并可以直接在车牌抓拍与识别的前端嵌入式视频采集设备中得到应用.     

熔丝沉积制造中稳固低耗支撑结构生成

熔丝沉积制造(Fused deposition modeling, FDM)是利用熔融塑料丝的一种3D打印技术,热塑料由喷嘴喷出逐层堆积完成打印.由于熔丝只能沉积在已存在物体的上层,因此需要构造支撑结构以支撑悬空部分.针对现有支撑结构生成算法中存在的或结构不稳固或耗材多的缺陷,提出一种以熔丝为支撑单位的树形稀疏支撑结构.与传统算法计算模型表面支撑区域不同,本算法计算每段熔丝需要支撑的区域,使支撑结构更契合熔丝沉积特点.算法还将支撑结构分为三类,将多约束优化问题分解,降低算法复杂度.实验结果表明,本文算法生成的支撑结构算法耗材少、支撑稳定.     

基于物联网的体重秤的设计

目前的体重秤只具有称体重的功能,并不能将这些数据存储下来,也不能给出体重变化趋势,更不能在使用者体重超标时给出提醒.本设计对传统的体重秤进行改造,使之具有无线传输的功能.即当用户称完体重后,按一下按钮,体重值会通过无线传输设备传到接收平台.接收平台会将收到的数据进行存储,并对数据进行分析,如果数据超过预先设定的阈值,会通过短信网关发短信给用户提前注册时登记的手机号提醒用户注意饮食,从而达到用户对自己的体重进行控制的目的.