空间机器人的同伦类约束路径规划

同伦类约束路径规划是空间机器人路径规划的一种重要技术手段,能够有效实现复杂约束条件下路径规划的运算轻量化,具有重要的理论意义和应用价值。同伦路径规划以同伦这一数学工具作为基础,将空间机器人的可行路径集限制在范围有限且具有良好函数性质的同伦结构中,在该结构中进行优化路径的搜索,在保证路径规划有效性的同时降低了算法的复杂性。介绍了基于同伦的路径规划近似算法框架,以及路径同伦构造和规划问题的求解。从面向约束的路径同伦构造方法和同伦优化搜索2个层面分析了近年来针对空间机器人同伦路径规划研究的进展。根据研究现状,对空间机器人的同伦类约束路径规划的未来发展进行了展望。

基于任务效能评价张量进化的航天器任务规划

航天器在空间探索时需要面对各种多任务场景,复杂的任务耦合关系和航天器轨迹约束给任务规划带来困难。本文提出了基于任务效能评价张量进化的航天器任务规划方法,利用张量形式来描述任务规划中任务点间转移轨迹与前序任务集的耦合关系,精确地评价不同任务规划方案下的转移轨迹代价和任务收益,从而有效地提高了任务规划效能,并极大缩减了任务规划的计算量。

无人系统应用前沿推动的人工智能课程创新教学探索

在人工智能和无人系统技术的迅速发展下,人工智能课程是智能无人系统及自动化相关专业的核心课程之一。如何利用人工智能课程对人工智能创新人才教育体系进行探索,对于高等教育是一个挑战。论文针对课程在教学中存在的前沿应用下的创新教学方法缺失、基础理论教学与应用技术教学失衡两大关键问题,进行了无人系统应用前沿驱动的人工智能“牵引–驱动–协作”创新教学模式探索。培养学生对于对实际问题的建模能力及运用人工智能解决问题的意识,通过无人系统前沿应用推动建立健全的人工智能创新教学发展体系。With the rapid development of artificial intelligence and unmanned system technology, artificial intelligence is one of the core courses in intelligent unmanned systems and automation-related majors. How to explore the innovative talent education system of artificial intelligence through the use of artificial intelligence courses is a challenge for higher education. This paper addresses the two key issues of the lack of innovative teaching methods under the cutting-edge applications of courses and the imbalance between basic theory teaching and application technology teaching in teaching. It explores the innovative teaching model of “traction-driving-collaboration” in artificial intelligence driven by the forefront of unmanned system applications. By cultivating students’ ability to model practical problems and their awareness of using artificial intelligence to solve problems, a sound system for the development of innovative teaching in artificial intelligence is established through the advancement of unmanned system applications.

DMANet:针对空间非合作目标位姿估计的密集多尺度注意力网络

利用单目相机对空间非合作目标进行准确的姿态估计对于空间碎片清除、自主交会和其他在轨服务至关重要。然而,单目姿态估计方法缺乏深度信息,导致尺度不确定性问题,大大降低了其精度和实时性。本文首先提出了一种多尺度注意块(Multi-scale attention block, MAB),从输入图像中提取复杂的高维语义特征。其次,基于MAB模块,提出了空间非合作目标6自由度位姿估计的密集多尺度注意网络(Dense multi-scale attention network, DMANet),该网络由平面位置估计、深度位置估计和姿态估计3个分支组成,通过引入基于欧拉角的软分类方法,将位姿回归问题表述为经典分类问题。此外,设计了空间非合作目标模型,并利用Coppeliasim构建了姿态估计数据集。最后,与其他最先进的方法相比,在SPEED+、URSO数据集和本文数据集上全面评估了所提出的方法。实验结果表明,该方法具有较好的姿态估计精度。

以纳米机器人为载体在癌症靶向治疗方面的优势和展望

随着纳米技术的飞速发展,纳米级别的机器人也更多的应用到外科手术领域。纳米机器人由于其微纳级的体积、可智能化操作和对人体内的创伤小等优点,常常作为纳米载体,携带抗肿瘤药物深入病灶部位进行治疗。本文结合靶向治疗的各种方法,对使用纳米机器人携带药物治疗恶性肿瘤展开深入的研究与探讨,介绍了纳米机器人靶向治疗的基本原理,分析了靶向治疗相比于传统疗法的优势与缺陷,并做出了总结和对未来提出了可行的展望。

6357名新入幼儿园儿童视力和屈光状况调查

目的:探究上海市金山区新入幼儿园儿童的视力和屈光异常状况,为儿童眼及视力保健工作提供科学依据。方法:对2021年8—9月在金山区各社区新入幼儿园并参加健康体检的6357名儿童进行裸眼视力和屈光检查,为检查结果异常儿童建立区域内转诊绿色通道,制作眼保健健康教育处方,并将其转诊至二、三级医院眼科门诊进行进一步诊治。结果:6357名(12714只眼)儿童中进行裸眼视力检查的共11475只眼,视力筛查率为90.25%;检出裸眼视力低常355只眼,视力低常检出率为3.09%,其中,男女童视力低常检出率分别为3.30%和2.87%,3岁、4岁、5岁、6岁儿童视力低常检出率分别为1.79%、10.31%、5.68%和27.78%。进行屈光筛查的共有11353只眼,检出屈光不正的有845只眼,屈光不正检出率为7.44%,其中,男女童屈光不正检出率分别为7.34%和7.55%,3岁、4岁、5岁、6岁儿童屈光不正检出率分别为7.21%、8.00%、9.82%和20.00%。屈光不正类型排名居前3位的依次为散光、散光+远视、远视。共检出视力低常或屈光不正儿童501名,其中,就医的有462名,占92.22%。就医儿童中,戴眼镜治疗者较多,为134名,占29.00%。结论:金山区新入幼儿园儿童视力低常和屈光不正检出率随年龄增长而上升,需加强儿童眼保健方面的健康宣教,提高家长意识,定期进行儿童眼健康筛查,做到早发现、早治疗,同时为儿童早期屈光不正防控提供参考依据。

航天器微低重力模拟及试验技术

针对国内外不同类型的微低重力模拟机理、应用方法及特点进行了介绍。综述了基于气悬浮技术的多自由度模拟器的关键技术以及组合应用方法;对各种复杂航天器(包括大型空间机械臂)在微低重力模拟环境下进行的展开、编队、抓捕对接、分离以及在轨服务等典型试验应用进行了系统介绍,同时总结了针对宇航员模拟训练的微低重力环境的实现手段及其特点。最后,展望了微低重力模拟及试验技术的发展前景,并提出了多项亟待突破的关键技术。

无人机任务分配与航迹规划协同控制方法

针对无人机协同控制问题,提出一种多无人机任务分配与航迹规划的整体控制架构。将威胁和障碍区域考虑为合理的多边形模型,使用改进的A*算法规划出两个航迹点之间的最短路径。并利用该路径航程作为任务分配过程全局目标函数的输入,采用与协同系统相匹配的粒子结构进行改进粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)任务分配迭代寻优。根据分配结果并考虑无人机性能约束,基于B-spline法平滑路径组合,生成飞行航迹。仿真结果表明,算法在保证计算速度和收敛性能的同时,能够产生合理的任务分配结果和无人机的可飞行航迹。

航迹预测的多无人机任务规划方法

为提高无人机自主控制性能,实现任务分配与航迹规划整体架构,提出一种基于航迹预测的多无人机任务规划方法.首先,将禁飞区考虑为更接近真实场景的多边形模型;然后,使用改进A*航迹预测算法生成任意两个航迹点间障碍规避后的最短路径,利用该路径近似航迹航程作为任务分配过程的输入信息,建立目标函数,采用改进PSO算法求取最优结果;最后,使用B样条曲线平滑分配后的路径组合,生成无人机可飞行航迹.仿真结果表明,该方法能够以较高的计算速度和精度生成近似最优的任务分配结果和满足飞行约束的平滑航迹.

世界深空探测发展史中的课程思政建设与思考

以《世界深空探测发展史》课程为例,对课程思政方法进行研究。总结在本课程讲授过程中要把握好“两个度”,梳理好“两条线”:1) 深入挖掘度:对课程相关思政内容深入挖掘,注意显性素材与隐性思政的相互作用;2) 巧妙融合度:从课程设计角度做到思政内容与教学内容巧妙融合,做到春风化雨且润物无声;3) 案例距离线:把握好思政案例与学生的心理距离,通过多层次思政案例实现偶像作用和榜样引领;4) 梳理逻辑线:通过从时间线追溯发展,梳理其中逻辑脉络。通过本课程教学,使学生全面了解世界深空探测发展历史的同时,培养学生在深空探测方面的家国情怀、科学素养、科学精神与求真意识。

导弹数字化对接系统动态测量算法设计及对接试验研究

针对我国导弹在生产过程中舱段对接精度差、效率低且一致性差的问题,提出了一种结合激光跟踪仪及并联式六自由度平台(Stewart Platform)的导弹数字化对接系统。在基于激光跟踪仪的动态测量方面,提出了将阵列靶球和六坐标便携式测量系统(T-Probe)相结合的测量方式,通过对阵列靶球的测量获得高精度基准,通过对TProbe的测量实现动态测量,从而实现对导弹舱段的高精度、高动态测量。基于所提出的导弹数字化对接系统,进行了导弹舱段数字化对接试验。试验结果表明,导弹舱段间导向销的径向峰值偏差为0.26mm,姿态峰值偏差为0.015°,能够满足导弹对接导向销的安全对接条件,对接时间小于25s,提高了导弹舱段对接的精度及效率。

基于气悬浮技术的重型部件自动化柔顺对接装配技术分析

气悬浮技术目前广泛应用于在航空、航天领域的测试和试验等生产环节中,而在产品部件的装配中加入气悬浮技术可以减小装配部件的操控所需要操控力大小,进而使得对部件的操控更加柔和,同时获得较高的控制精度。本文针对基于气悬浮技术的重型部件自动化柔顺对接装配技术展开分析和研究,主要内容包括部件操控运动学原理设计、基于气悬浮技术的部件操控机构设计研究、基于测力反馈的部件柔顺控制方法研究。在所开展的对接试验过程中,部件在其各支撑点所受的力波动均不大。试验结果表明,本文所提出的机构设计及控制方法在工业实践中可以很好地保证真实产品在部件对接过程中的产品装配质量以及产品对接过程的安全性。

基于机群关系特征的多机协同作战任务分配

本文研究多机协同作战的任务分配问题。首先,根据不同飞机种类的特点提出了任务适应度概念,用以描述不同任务场景下各机种执行该任务的相对优劣程度。其次,根据同一机群内和不同机群间的飞机单元执行同一任务时的相互关系,提出了关系特征函数,用以描述执行同一任务时其他执行单元对自身效能的影响。再次,针对某一任务需要多架飞机单元共同完成的实战需求,设计了考虑任务适应度和机群关系特征的全局收益指标,并通过求解最优化问题实现了多机种协同作战收益最大化。最后,针对典型的多机协同作战场景,给定任务需求后进行求解,得到了任务分配结果。结果表明,所提出的方法能够充分利用不同机种的各自优势及机群内外成员关系提高全局收益,对多机协同作战任务分配问题具有重要的意义。

探讨市政工程管线的优化与创新应用

随着市政工程管线日趋延伸的态势,要注重其集约化、现代化、多功能化的发展方向,关注和思考市政工程管线的优化创新应用举措,把握市政工程管线综合规划的流程和原理,针对其中存在的问题,提出优化创新的途径和思路。

人工智能卓越人才培养现状与“以创促培”创新方案探索

我国人工智能卓越人才培养面临着学生人工智能基础知识储备不扎实,实践能力、独立自主能力和创新能力欠缺,高校卓越人才培养不足等问题。解决这些问题的关键是如何形成面向双创卓越人才培养的教学设计、实现双创赛事需求人才与传统教育知识型人才的平衡发展。为此,提出了“以创促培”的培养模式,通过面向工程实例化的人工智能基础创新课程设计、项目牵引制实践教学方法以及传统工科教育与双创卓越人才联动培养模式为我国人工智能卓越人才培养提供原动力。

多无人机交会过程的协同航迹规划方法

交会过程是多无人机(UAV)协同控制的重要组成部分,为此提出一种无人机恒速飞行交会过程的协同航迹规划方法.为兼顾航迹较短的迂回机动和航迹较长的盘旋机动方式,无人机实时计算至目标的最小机动距离,生成最短Dubins路径作为航迹参考.近程无人机在其基础上重新规划生成等待机动航迹,补偿与远程无人机的航程差.远程无人机同样根据该过程调整航迹,实现同时到达对目标的可攻击范围.无人机在该范围内沿Dubins路径飞行,以最小化执行时间,降低风险.仿真结果表明,所规划的协同航迹可实现无人机在目标可攻击范围的交会,同时控制规律容易实现,验证了算法的可行性和有效性.

强化规范化管理 提高社区儿童保健工作质量

目的：了解金山区儿童的社区卫生服务状况。方法：2006～2008年对全区儿保门诊加强硬件建设、完成各项指标情况进行分析。结果：儿童保健队伍得到充实、门诊温馨化建设顺利完成、新规范顺利推广、各种业务指标提高、家长对儿童保健相关知识的知晓率提高。结论：以项目为契机，丰富社区儿童保健工作内涵，强化规范化管理，有利于不断提高儿童保健工作质量和儿童健康水平。

上海市金山区婴幼儿视力筛查网络效果评价

目的：评价由上海市金山区社区卫生服务中心、金山区妇幼保健所及上海儿童医学中心眼科组建的婴幼儿视力筛查网络的筛查效果。方法：选取2013年1月1日-12月31日出生、在上海市金山区12家社区卫生服务中心儿童保健门诊健康体检的3 157名婴幼儿为研究对象,满4、6及9月龄时分别接受3次免费视力筛查,异常者转诊至上海儿童医学中心眼科进行进一步诊治。结果：4月龄筛查3 157名（100.00%）,6月龄筛查3 005名（95.19%）,9月龄筛查2 655名（84.10%）,9月龄异常婴幼儿三级诊断点诊治率为75.38%。4月龄及6月龄筛查出的异常婴幼儿转诊至三级诊断点,最终确诊11例,9月龄筛查出的异常婴幼儿转诊至三级诊断点49名,最终确诊44例,其中9例正常,疾病检出率1.32%（35/2 655）。结论：金山区建立婴幼儿视力筛查网络是可行的,也是有必要的。