基于显式运动建模的视频伪装目标检测

目前的视频伪装目标检测方法通常采用隐式运动建模或直接输入存在噪声的离线光流图来获取运动线索,这会影响模型性能。为了解决这一问题,提出一种新的基于显式运动建模的视频伪装目标检测框架,称为SMHNet。首先,该框架将显式运动建模与伪装目标检测联合在同一个框架中进行学习。然后利用特征双向更新模块实现两个分支的双向交互更新,相互补充、优化和纠错,输出光流估计结果和目标检测图。此外,为了解决缺少光流真值图这一问题,采用自监督策略对显式运动建模分支进行监督。在两个数据集上的对比实验结果表明,SMHNet有效地提高了视频场景中伪装目标检测的性能。

行人运动建模研究综述

行人运动建模是近年来虚拟现实领域的热门研究方向,在游戏娱乐、公共安全以及智慧交通等领域有着重要的应用价值.文中按照规则驱动-数据驱动和宏观-微观2个维度将现有的行人运动建模方法划分为4大类.首先简述各类方法的典型模型,重点介绍各类方法的最新研究进展,分析了各类方法的特点;其次介绍行人运动建模工作中常用的数据集和评价指标,并从碰撞避免、运动多样性、场景迁移能力以及仿真精度等角度对各类方法进行评价;最后分析在数字孪生、元宇宙等新技术兴起背景下行人运动建模方法面临的挑战,指出该领域未来发展方向.

考虑驱动耦合的绳驱动外肢体机器人运动建模及控制研究

针对绳驱动外肢体机器人由于其布线形式及驱动耦合所造成的运动建模复杂及控制精度低等问题,研究了一种考虑驱动耦合的绳驱动外肢体机器人运动建模及控制方法。基于D-H法和欧拉变换原理构建了刚柔一体外肢体机器人的运动学模型,并根据关节耦合机理推导相邻关节间的主动解耦模型,提出了一种基于驱动解耦运动学模型的外肢体控制策略。最后搭建了外肢体机器人实验样机,并对其所建运动模型及控制方法进行验证。结果表明,机器人末端多点定位误差最大为7.45 mm,移动路径最大误差为7.24 mm,总体误差平均值为6.08 mm,由此验证了所提的刚柔一体外肢体机器人驱动解耦运动学模型和控制策略的正确性,具有较好的控制精度和运动品质。

双桨双舵运动建模及航行智能控制系统开发

随着内陆航道和海上航线的复杂性提高,传统船舶已经难以满足目前的使用需求,双桨双舵船等特种船舶逐渐被开发出来,双桨双舵船舶具有良好的操纵性、机动性和安全性,利用2个螺旋桨和舵的精密配合,双桨双舵船舶能够更好适应复杂航行条件。本文建立船舶运动的操纵坐标系和双桨双舵船舶的动力学模型,结合PID神经网络算法等设计双桨双舵船舶的航行智能控制系统,并结合Simulink等软件对双桨双舵船舶的航行特性进行了仿真分析。

基于单片机的差速驱动机器人运动建模与定位算法

近年来,随着机器人智能化进程的不断推进,越来越多的智能路径规划机器人被运用于电力巡检、扫地机器人、自动售卖车等领域。运动建模以及绝对坐标定位是路径规划的基础,也是决定路径规划效果的重要因素之一。但是,由于里程计存在累计误差,因此如何降低累计误差成为提高机器人控制效果的关键。基于此,文章提出一个可准确计算小车位置的定位算法。

大口径轴对称非球面气囊抛光进动运动建模及控制

研究大口径轴对称非球面气囊抛光进动运动建模及控制。分析气囊抛光机构及大口径轴对称非球面抛光进动工艺特点,确定以气囊自转轴线与气囊交点为研究对象,以气囊球心为原点建立气囊进动基础坐标系,根据大口径轴对称非球面连续进动抛光中各抛光点气囊自转轴与局部法线夹角值(即进动角)不变的原理,在分析每个抛光点时建立与其对应的坐标系,得到抛光该点时气囊自转轴与气囊交点在该点对应坐标系中的值,而后进行坐标变换,将抛光任意点时气囊自转轴线与气囊交点的位置换算至气囊进动基础坐标系中;根据大口径轴对称非球面方程、加工控制模型及前述的坐标变换运算结果,利用矩阵变换得到大口径轴对称非球面抛光的进动运动模型;在上述的运动模型中加入最有效率控制算法后进行运动学仿真,得到大口径轴对称非球面抛光的进动运动曲线,并通过仿真气囊自转轴线跟随加工点法线变化的趋势及比较仿真进动角与实际进动角验证所建立运动模型及控制算法的正确性。

气囊抛光进动机构的运动建模与仿真

气囊抛光工具的进动由一类特殊的2自由度空间机构实现。针对此2自由度空间机构运动,运用机构学理论,推导了这一空间机构的基本坐标变换,建立了各参数之间的内在关系。在此基础上,根据进动要求建立了这一空间机构的进动运动方程,通过仿真研究了气囊进动过程中运动参数的变化规律。结果表明在进动过程中,合成进动运动的2自由度运动有一定的运动规律,同时所建立的模型为该空间机构的进一步分析和运动控制提供了依据。

人体运动建模的实时逆运动学算法

人体运动的虚拟仿真及建模是当今计算机图形学研究的一个热点,而逆向运动学方法则是求解人体运动的一项关键技术.为了实现人体运动建模,提出一种新颖的基于人体关节约束的实时逆向运动学算法.首先基于骨骼长度改进了传统的循环坐标下降(CCD)算法,使其生成的运动效果更加流畅自然;然后引入生物分子运动模拟中的SHAKE算法,使短距离运动建模效果更加高效、鲁棒.在此基础上,提出了模拟多个节点同时运动的解析算法,以获得在多个关节点共同作用下的人体运动仿真效果.同运动捕捉的实测数据相比,采用文中算法所得的结果与在视觉效果上非常接近,并通过实验证实了其应用价值.

CAS-Glove型数据手套运动建模与软件系统开发

数据手套是虚拟现实系统当中一种通用而且非常重要的交互设备。本文首先介绍了一种新型数据手套CAS-Glove,然后根据手指的生理约束条件,以及CAS-Glove中传感器的布置和特点,建立了一种改进的手指运动模型。最后对与其相配套的软件系统的组成、主要功能、实用的标定方法和数据处理过程做了详细介绍。

动力模块车组的运动建模与规划

大型动力平板车及其动力模块车组是重载超大型设备与物件运输的核心装备,具有轮组数量多、轮组与转向盘采用数字连接、各轮组独立转向驱动和控制等特点,合理的轮组运动建模与规划是保证其正常高效作业的基础。根据工程应用实际需求并保证计算的实时性要求,提出典型和一般两大类运动模式。典型运动模式即绕某一固定点旋转,采用梯形转向解析法建立各轮组转角模型,并得出最小转弯半径;一般运动模式即沿任意曲线路径行进,通过分解转化为典型运动模式,再相应解算。多车并车为动力模块车组时,基于模块化思想,通过全局向单车坐标系的转换,将车组运动转化成各单车运动,再由各单车解算轮组转角,实现动力模块车组的分布式实时计算。数值仿真验证了所提方法的可行性。

126kV真空断路器的运动建模与优化设计

根据对真空断路器运动原理的分析,建立了126kV真空断路器的动力学模型。提出了一种新的方法来设计真空断路器产品的运动特性,该方法利用多体动力学仿真软件ADAMS建立真空断路器产品的虚拟样机模型,对真空断路器的分、合闸过程进行仿真分析,通过对样机模型结构和力学等参数的修改,最终实现产品的优化设计。仿真结果也验证了该方法的有效性。

动态滑翔运动建模、机理分析与航迹优化

信天翁凭借动态滑翔的飞行技巧从梯度风中获取能量,从而在几乎不拍翅膀的情况下进行长时间、长距离飞行,这种技巧应用于小型无人机上可拓展其完成任务的能力。基于飞行器动力学对梯度风场中的无人机运动方程进行推导和简化处理;利用简化的运动方程,分别从非惯性参考系中的动能定理和机械能变化的角度,对动态滑翔获取能量的机理进行分析;利用微分平坦法,以最小平均控制输入变化率为目标函数,对徘徊模式和平移模式的动态滑翔航迹进行优化计算。分析结果表明:逆风爬升、顺风下滑是动态滑翔基本获能方式。优化结果表明:控制输入变得更加平滑,甚至出现阶段性的常值,使得控制更加简化;徘徊模式下,当风梯度作为决策变量时,优化过程可在[0,0.5 s-1]的区间上找到使得目标函数值最小的风梯度;平移模式下,目标函数值在该区间上单调递减。

综合离心力/气动力的升力体高超声速飞行器纵向运动建模研究

针对综合离心力/气动力的吸气式升力体高超声速飞行器,建立了飞行器刚体动力学矢量模型,得到了面向巡航控制的纵向运动模型。考察了地球曲率半径与自转角速度对高超声速飞行器运动建模的影响模式;分析了地球曲率半径对飞行器径向受力、稳态特性与动态响应的影响。分析表明:对于高超飞行器,离心力等惯性力对升力的贡献已到了相当的比例,在建模时必须考虑;对飞行器高度、俯仰动态模态影响剧烈,同样需要特殊对待。

三维视觉运动建模中碰撞检测算法研究

三维视觉建模是建立虚似现实 (VR)系统的基础 ,运动建模是三维视觉建模的重要组成部分。

基于二次多项式运动建模的WSN目标跟踪预测

针对无线传感器网络(WSN)目标跟踪线性预测模型误差较大的问题,提出一种基于二次多项式运动建模的WSN目标跟踪预测新方法(PQPMM),该方法根据机动性目标运动学原理建立预测模型,利用最小二乘法拟合目标定位坐标、定位时间的二次多项式函数来逼近目标运动模型.结果表明,PQPMM方法的总体预测准确度相比线性预测法明显提高,当拟合点数N=14时,PQPMM方法均方根误差RMSE比线性预测法减小53%.

基于NURBS自由变形的腿部运动建模方法

如何建立人体各部分的数字模型是生物医学和计算机工程界较为关心的研究课题．利用基于NURBS的自由变形方法模拟膝关节弯曲和肌肉变形，并在二阶B样条基函数的基础上，依据关节的解剖结构，推导了符合膝关节运动特点和肌肉特性的计算公式．实验证明，采用适当的自由变形网格，利用推导的公式能够获得较好的膝关节弯曲和肌肉变形视觉效果．与采用曲面片插值的方法相比，该方法简单有效，可以方便地应用于人体其它关节的运动建模．

尾坐式超小型定翼机飞行运动建模与仿真

尾坐式超小型无人定翼机结构简单、飞行效率高、实用性强,其特有的飞行模式与传统飞行器显著不同,分析并掌握其运动特性具有重要意义。提出了一种尾坐式无人定翼机的新方案。为获得其基本气动参数,利用FLUENT进行CFD仿真建立其空气动力学数据库。为分析其各种运动模式,采用四元素法描述其运动姿态,并建立其六自由度飞行运动模型。最后,基于SIMULINK/Aerospace建立运动仿真平台,仿真结果表明该方案垂直起降过程的可行性,为后续控制系统设计与导航奠定了基础。

控制面故障下的飞机运动建模与重构控制能力分析及设计

对控制面故障影响飞机运动的机理进行了推导,系统地阐述了控制面故障下的飞机运动建模方法.在建模的基础上,对故障系统的可重构性进行研究.分别从线性系统运动和物理运动两个方面,给出了可重构能力的评定方案.推导了误差反向传播的前向神经网络用于控制系统设计时满足Lyapunov稳定性的学习算法,提出了一种新型的采用反向传播神经网络补偿常规控制器的重构飞行控制设计方案.采用非线性飞机运动模型对控制器进行了仿真,验证了重构飞行控制器的性能.

激光驱动典型几何形状碎片运动建模研究

在以往的激光烧蚀驱动移除空间碎片研究中,均假设激光光束覆盖整个所关注的空间碎片。文章提出了焦斑式激光辐照下球体、圆柱体和立方体碎片反喷冲量和运动姿态的计算模型,研究了激光辐照在3种形状碎片不同位置处所产生的反喷冲量和姿态变化规律。结果表明:碎片运动规律与碎片几何形状和激光作用位置有关,当反喷冲量过质心时,碎片获得平动冲量;不过质心时,则会改变碎片的角速度或姿态。研究结果可为激光移除空间碎片研究提供理论参考。

虚拟环境中卸箱机的运动建模

对灌装线主机运动建模是灌装线虚拟制造系统的重要任务 ,如何在虚拟环境中提高主机运动建模的效率 ,对于整个灌装线动态仿真的实时性有重要作用。提出利用对等模型和辅助节点来建立卸箱机运动模型。其优点是紧密结合卸箱机的机构运动特点 ,充分利用 WTK的场景构造元素和树状层次结构 ,显著提高了运动建模的效率 ,且简单直观 ,易于理解和实现。详细说明了卸箱机的运动建模过程 ,并给出相应的运动图线。