Collocation methods: More efficient procedures for applying collocation

In recent years, new and more effective procedures for applying collocation have been published. This article is devoted to present a revision of this subject and complement its developments. From the general theory two broad approaches are derived, which yield the direct and the indirect TH-collocation methods. The former approach had not been published before, and it is a dual of the indirect approach. In particular, second order differential equations of elliptic type are considered and several orthogonal collocation algorithms are developed for them. In TH-collocation, the approximations on the internal boundary and in the subdomain interiors are completely independent. This yields clear computational advantages that are illustrated through the construction of such algorithms. In the implementations presented, three dimensional problems are included. In passing, single-point-collocation methods that have been the subject of several recent publications are revised.     

一种高效的多边形寻路元数据融合方式——边界爬行算法

游戏寻路中采用网格寻路可以极大的提高寻路效率,但是在斜45度2D游戏地图中使用网格寻路,采用传统的网格生成算法需要消耗非常长的时间。原因是使用Weiler-Athenton算法进行多边形融合时,会进行很多层递归与循环,消耗大量的时间。由于Weiler-Athenton算法是一种泛用性很强的多边形融合算法,而斜45度2D游戏地图的障碍物又具有很强的特殊性,由此我们针对45度2d游戏地图数据的特点,设计了一种名为边界爬行的多边形融合算法,把原来需要5-10小时才可以完成的融合操作缩短到了10-20秒。极大地提高了多边形融合的效率。为编辑器的地图寻路实时预览提供了有力的支持。     

基于健康档案的医疗系统PKI信任模型研究

随着医疗信息技术的高速发展,我国医疗信息化建设中的信息安全问题显得越来越重要。而基于电子健康档案的医疗系统中身份认证管理已成为解决医疗信息系统中的安全问题中关键的一环。文章以基于电子健康档案的医疗系统中身份认证机制为出发点,分析PKI中各种信任模型的特点,对现有的方式进行研究和分析,设计出符合适合区域医疗信息平台的PKI信任模型,从而使基于电子健康档案的医疗系统中的身份认证机制更为安全、高效。希望给后续研究这一课题的研究者提供参考。     

行为优化提升软件配置管理

软件配置管理包括对代码、文档、数据等的管理,其优劣受限于项目成员的实际操作。开发人员对于工作区如何使用;成员之间的代码是不是可以及时更新与同步;怎样使用分支,如何进行变更合并,才能减少物理空间浪费和事件延迟。这些问题在实际的项目开发中往往被忽视,亦或团队并没有对成员行为作细节的规范,因而许多软件项目出现了工期推迟或代码质量不高等问题。为此提出了一系列管理措施,通过优化软件配置管理规范项目各成员的行为,以保证高效的软件配置管理的实施。     

Smooth transition for collision avoidance of redundant robots: An on-line polynomial approach

The presence of cooperation between robots and machines in the industrial environment improved the solution for several manufacturing problems. With cooperation, new challenges emerged, and among these stands out the collision avoidance between such robots and machines. Collision avoidance can be dealt with in several ways, taking into account the computational effort to make a decision and the quality of the calculated trajectory for the robots, evaluated, for instance, by smooth profiles avoiding sudden variations in joints’ velocities or acceleration. In these circumstances, the involved robots need to be redundant since new movements are necessary for avoiding collisions. The strategies for collision avoidance are offline (i.e., based on pre-programming the task), or online (i.e., implemented while the robot performs the main task). In online collision avoidance strategies, numerical performance must ensure the time requirements of the main task performed by the robot; so, numerically efficient solutions are the most appropriate. This paper presents a proposal for the collision avoidance treatment from fixed obstacles for redundant robots, based on polynomial functions. The proposed solution allows achieving smooth trajectories according to criteria based on the continuity of derivatives in trajectory curve transitions. When the robot is out of the imminent collision, it is proposed to solve the inverse kinematics through the Adaptive Extended Jacobians. Throughout the text, the mathematical developments based on polynomials are presented, and in the end, a case study graphically shows comparative results.     

基于SD*lite的月球车任务规划算法

月球车任务规划是在给定初始位置和目标位置,满足月面地形约束、工作模式约束以及能量约束的前提下,规划出月球车最优的路径。设计了一种月球车任务规划的模型,提出了一种基于SD*lite算法的规划器,在原有SD*lite算法的基础上进一步考虑了对可用资源的限制;它可以协助月球车在考虑太阳能帆板的能量约束的条件下,合理避障最终达到目标点,使规划的轨迹更符合实际。     

一种雷达和摄像机的空间标定方法

多传感器融合技术已经广泛应用在智能汽车环境感知领域中;雷达和摄像机的空间标定是伴随信息实时融合的道路检测技术的基础;结合智能汽车的实际应用,提出了针对激光雷达和摄像机的空间标定方法;通过特制的标定板来获得雷达数据和图像数据,选取激光雷达坐标系作为世界坐标系,通过参数拟合的方法来求取图像坐标系与雷达坐标系的变换关系,进而实现两种传感器的空间配准;该方法只需要标定板就能够完成激光雷达和摄像机的空间标定,标定精度高,实现了多个传感器世界坐标系的统一,避免了后续处理中数据解释的二义性;实验结果表明这种方法简单准确,满足系统要求。     

基于双目视觉和Voronoi图的移动机器人地图构建研究

在双目视觉传感器的基础上,应用改进后的SIFT(Scale-invariant feature transform)算法确定障碍物的三维坐标,提出最大包围盒的思想,将处理后的数据作为Voronoi图的建模生成元,完成移动机器人的全局地图构建;基于V图构建的地图的最大的优点是移动机器人行走的路径是障碍物离散中心的中垂线,可以保证机器人在运行过程中最大程度地远离障碍物;试验结果表明应用该方法构建的地图可靠性高,符合导航的要求。     

无线机电阻抗结构健康监测系统软件开发

机电阻抗技术是一种新兴的非参数结构健康监测方法,对结构局部微缺陷比较敏感;为了实现基于机电阻抗技术的结构健康监测,采用Visual C++和Matlab混合编程的方式设计和开发了系统监测软件;该软件用于控制现场的无线智能机电阻抗传感器进行数据采集,同时对测量数据进行处理,根据损伤评估算法评定结构健康状况;软件采用Visual C++编写系统人机交互界面和通信接口程序,采用Matlab编写数据处理和损伤评估算法,同时图形化输出运算结果;将两者的优势有机结合,从而缩短了软件的开发周期。     

基于非线性PID的柔性两轮机器人运动控制

柔性两轮机器人是一种不稳定、非线性、强耦合系统。该系统的突出特点是在机器人的腰部装有柔性的机体结构,能够更好地模拟人和动物的生物动力学特性,具有更好的仿生性质,同时,系统的控制难度显著增大,为使机器人能够平衡直立运动,且具有较强的鲁棒性,提出了非线性PD的姿态平衡控制方法,实现了机器人的姿态平衡,并同时设计了PID航向差动控制结构驱动左右轮电机,使机器人能够完成直线行进、自旋、环绕等多种运动平衡模式。实验结果表明,机器人具有优良的平衡能力和机动性能,从而验证了方法的有效性。