基于MPC算法的飞机主动侧杆杆力控制研究

由于惯性多余力和电磁多余力的存在,主动侧杆存在杆力误差,特别是主动模式下侧杆受到突加多余力的影响易出现过冲和震荡进而影响飞行安全。为此,提出了一种基于MPC预测模型的系统杆力控制方法。将反馈力作为训练模型,经模型预测出期望反馈力并对不同反馈力做PID调节。通过仿真实验对该控制方法进行验证,结果表明,相比于传统的PID控制算法,所设计的主动侧杆杆力控制方法可有效提升控制精度。

卒中急救护士岗位的设立对急性缺血性卒中患者救治效果的影响

目的:分析卒中急救护士岗位的设立对急性缺血性卒中患者救治效果的影响。方法:选取某院2017年7月1日至2018年7月26日经急诊绿色通道收治入院的107例急性缺血性卒中患者作为对照组,采用常规急救模式;2018年7月27日至2019年1月31日经急诊绿色通道收治的87例急性缺血性卒中患者作为实验组,采用卒中急救护士参与的卒中急救模式,比较两组患者的急救效率和关键质量指标差异。结果:实验组进门到用药时间(Door-to-Needle-Time,DNT)中位数由52 min缩短至35.5 min(Z=-4.819,P<0.001);进门至股动脉穿刺时间(Door-to-Puncture-Time,DPT)中位数由87 min缩短至68.5 min(Z=-4.406,P<0.001);影像学检查至用药时间(Imaging-to-Needle-Time,INT)中位数由33min缩短至14 min(Z=-6.922,P<0.001);影像学检查至股动脉穿刺时间(Imaging-to-Puncture-Time,IPT)中位数由73 min缩短至55 min(Z=-4.586,P<0.001)。实验组和对照组DNT达标率分别为95.2%和84.7%(χ~2=8.993,P=0.003),DPT达标率分别为95.8%和65.7%(χ~2=7.518,P=0.006)。实验组在出院和发病3个月时改良Rankin量表(MRS)评分≤2分的比例高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:卒中急救护士的参与能提高缺血性卒中患者救治效率,改善患者预后。

坐标矩阵奇异值分解下的视觉导航点对应关系计算方法

为解决视觉导航中空间点与图像点之间的映射问题,提出一种坐标矩阵奇异值分解下的点对应关系计算方法。首先,针对一般几何分布下的空间点配置情况。然后,建立了视觉导航点对应关系计算模型,以矩阵奇异值分解为工具,推导了特征点集坐标矩阵等式,构建了与旋转、尺度以及平移无关的不变特征,并计算特征点对应关系。所提出的方法避免了传统方法中特征点对应关系的指数级搜索或者在搜索特征点对应关系时需要人工设计较为复杂的匹配策略。试验结果表明,所提出的方法能够在极少次数搜索下准确获得点对应关系。

不确定环境下的软管-锥套建模及控制研究

提出了一种能有效适应不确定性环境的锥套稳定控制方法。在对软管-锥套非线性动力学模型线性化及降阶处理的基础上,将大气紊流对软管-锥套的扰动视为随机扰动,并把这种扰动作为参数与软管-锥套系统降阶模型中的状态合并成增广的系统状态量,采用卡尔曼滤波方法对系统状态量进行实时估计,并设计LQG控制器,实现对锥套的稳定控制。仿真结果表明,该方法能实时跟踪大气紊流的变化,且具有较好的抗大气紊流干扰的能力,能保证锥套的稳定。

INS/GNSS/Vision组合近距空中加油相对导航算法

针对空中加油近距对接阶段GNSS信号易受遮挡丢失的问题,考虑引入Vision导航系统,提出一种INS/GNSS/Vision组合的高精度容错相对导航系统,为空中加油近距对接任务提供高精度的双机相对导航信息。该系统采用联邦滤波器结构融合导航传感器信息,利用滑动窗口构建时变量测噪声的容错滤波结构,并基于子滤波器协方差的奇异值分块计算信息分配系数。仿真结果表明,所设计的容错导航系统与单独的INS/GNSS和INS/Vision系统相比,相对位置、速度和姿态的估计精度都有所提高;同时在GNSS出现软故障时,系统可以提供稳定、可靠的相对导航信息,有效提高了INS/GNSS/Vision组合近距空中加油相对导航系统的导航精度、鲁棒性和容错性,相对位置精度较基于常规故障隔离联邦滤波算法提高70%以上,满足了空中加油对接导航需求。

苹果沙棘复合果泥配方优化及品质分析

以苹果和沙棘原浆为原料,可溶性固形物、褐变度、感官评分为评价指标,通过单因素、Box-Behnken响应面设计优化苹果沙棘复合果泥配方。同时采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术分析苹果沙棘复合果泥的香气构成。试验优化果泥配方:苹果浆为基料,添加沙棘原浆7%、白砂糖12%、果胶0.3%(均为质量分数),该配方所制备果泥样品可溶性固形物为33%,pH值为3.35,亮度值(L^(*))为50.45、红绿值(a^(*))为3.93、黄蓝值(b^(*))为24.83,感官评分87分,色泽金黄、口感细腻、酸甜适口。香气构成分析结果表明,苹果沙棘复合果泥样品中共定性定量57种组分,主要包括醇类、酯类、醛类、酮类、萜烯类。香气活性值(odor activity value,OAV)大于1的组分包括1-辛烯-3-醇、芳樟醇、正己醛、2-辛烯醛等22种香气化合物,可赋予产品青香、柠檬、苹果、紫丁香和茉莉香气。与苹果果泥相比,苹果沙棘复合果泥增加了12种主体香气(OAV>1),果香和花香更浓郁。

基于BDS/INS紧组合的动对动相对导航算法

针对动对动相对定位中卫星观测质量不佳、信号易丢失导致北斗卫星导航系统定位精度不高、无法连续定位的问题,提出了一种基于BDS/INS紧组合的动对动相对导航算法。通过惯导系统与北斗卫星导航系统紧组合的方式,以捷联惯导误差作为组合系统状态量,通过多普勒信息进行伪距平滑,并利用扩展卡尔曼滤波将惯导及卫星观测信息进行融合,解算相对导航结果。通过车载实验对所提出的相对导航算法进行了验证,实验结果表明,所提出的BDS/INS紧组合动对动相对导航算法能够保持分米级相对导航精度,卫星信号短时中断时,能有效保持高精度相对导航结果输出。

测角测距信息下的双机协同高精度定位算法

针对现有双机协同定位仅采用测角信息来解析求解误差较大的问题,提出基于测角和测距信息的双机协同高精度定位方法。利用现有飞行器中的导航定位传感器,采用粗精两级定位模式,粗定位采用传统的几何解析方法提供较为准确的初始解,精定位采用非线性迭代优化方法获得目标位置的最优解,并进行一系列仿真验证。仿真结果表明,测角测距信息下的协同定位方法能够获得较高的协同定位精度。

锥套跟踪的自适应核窗口Meanshift算法

为提高软管式自主空中加油视觉导航的实时性,提出了一种基于Meanshift算法改进算法——自适应核窗口跟踪算法,用于锥套目标的跟踪,可大幅度提升算法的实时性。以加油锥套内部的黑色圆形区域为最终的跟踪目标,检测算法主要提供初始锥套的相对位置,检测准确可靠;然后将锥套的位置信息作为自适应核窗口跟踪算法的输入以更新跟踪目标,实现锥套图像目标的跟踪,处理速度快,精度满足要求。最终实验结果分别从有效性、快速性以及准确性对检测和跟踪方法进行了分析对比,在基本上不影响精度的情况下,跟踪处理时间比检测时间降低了30%左右,效果显著。提出的自适应核窗口跟踪算法快速有效,精度与全局检测精度相差无几,处理速度提升了30%,可靠性在95%以上。

茉莉酸甲酯处理对‘黑比诺’葡萄果皮酚类物质及其抗氧化活性的影响

以甘肃莫高产区黑比诺葡萄为试验材料,于转色初期及1周后在葡萄整株上喷施浓度为1 mmol/L的茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA),研究其对葡萄果实中酚类物质含量、抗氧化能力及其抗氧化酶活性的影响。结果表明,MeJA促进了黑比诺果皮中总酚、总花色苷、总类黄酮和黄烷-3-醇的积累,提高了DPPH自由基清除率和铁氰化钾还原力,有效清除了活性氧的积累,且果皮中超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性增强。综上,MeJA能够促进葡萄果皮中酚类物质的积累并提高葡萄果皮中抗氧化能力。

背景对齐差分的机场跑道异物分块检测与跟踪算法

针对机场跑道异物的无人自主检测与识别过程中存在的检测结果受环境影响大、小目标检测困难以及漏检率高等问题,提出基于背景差分的机场跑道异物分块检测与跟踪算法.首先利用速度辅助的位置信息线性插值,获取背景模板图像库与待检测图像序列最相关帧;然后将图像分为不同子块,利用各子块内图像纹理复杂度设置自适应权值,结合ORB算法进行特征点提取,将各子块特征点归一化至原始图像,并与背景模板库最相关帧对齐作差,获取异物检测结果;最后引入核相关滤波器对检测结果进行多目标跟踪,采用各子块局部跟踪算法降低运算时间,并对跟踪结果进行可靠性检验.在3种实验场景下,与5种主流检测算法的对比实验结果表明,与目前已有的基于图像的机场异物检测算法相比,在保证算法处理速度的基础上,该算法将异物整体错检率降低了70%以上,并在异物尺寸大于1cm×1cm的情况下,将整体漏检率降低至0,获得了较好的效果.

基准地图测绘下的视觉导航算法

针对GPS信号拒止环境下自主导航定位问题,提出一种基于全局定位基准地图测绘的视觉导航算法。在卫星导航信号可用时,利用同步定位与制图(simultaneous localization and mapping,SLAM)算法对使用场景制图,利用时间戳与实时动态定位技术(real-time kinematic,RTK)将全局定位数据进行对齐,使用在线SLAM算法载入全局定位基准地图并进行全局范围内的导航定位。实验结果表明:该算法只需依赖视觉图像数据即可完成全局定位,其定位和导航精度达到亚米级,导航与定位的误差平均值为0.36m,均方差为0.31m,满足实际应用要求。

茉莉酸甲酯处理对‘黑比诺’和‘马瑟兰’葡萄酒酚类化合物的影响

茉莉酸甲酯(methyl Jasmonate,MeJA)作为一种植物调节剂,对葡萄次生代谢具有重要的作用。以酿酒葡萄‘黑比诺’和‘马瑟兰’为原料,在转色初期对其进行MeJA喷施处理,待成熟后采收并进行酿酒试验,利用超高效液相色谱质谱串联仪(ultra-high performance liquid chromatography-mass/mass spectrometer,UHPLC-MS/MS)对黑比诺和马瑟兰干红葡萄酒中酚类化合物进行分析。结果显示,MeJA处理后2种葡萄酒的酒精、总酸和挥发酸含量无明显变化,但总酚和总花色苷酚的含量显著提高(P<0.05)。分析各类酚类化合物发现,MeJA处理后马瑟兰葡萄酒中咖啡酰化和香豆酰化花色苷酚的含量增加。此外,两种葡萄酒中酚酸类化合物和白藜芦醇的含量均提高,但黄酮醇类和黄烷醇类变化相反。进一步用主成分和热图分析表明,采前MeJA处理可提高黑比诺和马瑟兰葡萄酒中酚类化合物的总含量。

分块检测尺度自适应的圆形目标相关跟踪

为解决传统基于核相关滤波器(KCF)的目标跟踪方法中跟踪框尺度无法自适应及目标被遮挡导致的跟踪失败问题,以空中加油视觉导航中圆形锥套目标的跟踪为例,提出了一种分块检测尺度自适应的圆形目标相关跟踪方法。利用目标外部边缘特征点的提取与轮廓拟合方法解决了圆形目标跟踪所存在的目标尺度变换问题,通过分块检测将跟踪过程中目标遮挡情况与跟踪失败情况区分开来,消除了遮挡情况下跟踪积累误差,实现了部分遮挡情况下目标的跟踪。实验结果表明,提出的圆形目标尺度自适应相关跟踪方法具有较高实时性、可靠性与准确性,实现了空中加油对接过程中对于锥套的稳定、可靠跟踪。

级联特征点检测的锥套小目标快速检测定位算法

为提升无人机自主空中加油中锥套小目标的检测精度和实时性,提出了级联网络与特征点检测网络的锥套小目标高精度快速定位算法。该算法设计了锥套目标全局粗定位和局部精定位的两级检测神经网络结构,采用特征点的输出位置误差及特征点群拟合的椭圆参数误差设计网络的损失函数,利用特征点拟合的锥套目标尺寸位置信息修正跟踪算法,提升了跟踪算法的和目标定位的实时性。实验测试结果表明,该定位算法的定位成功率在95%以上,定位的精度(预测区域与真实区域的重叠率)在80%以上,定位输出速率达到了100 Hz,对于环境的变化有着较强的适应性。因此该算法可以快速准确地进行锥套目标的跟踪,对于无人机空中加油技术的发展具有重要的研究意义。

基于视觉显著性的机场跑道异物检测技术

针对不同种类机场跑道环境下的小目标检测问题,提出一种基于多尺度融合超复数傅里叶变换的视觉显著性检测算法。利用二维Log⁃Gabor滤波器模仿人类视觉感受野提取经快速导向滤波算法后的预处理图中的颜色、亮度、纹理方向特征;根据所得特征构造各尺度下的超复数图像,并求其快速傅里叶变换相位谱再进行滤波,通过反变换后进行多尺度归一化获取视觉显著图;最终利用自适应阈值分割提取前景任务目标,实现机场跑道异物目标检测任务。实验结果表明,该算法相较于传统频域显著性算法检测准确率更高,虚警率更低,在多类机场跑道路面场景检测中能取得较好的检测效果。

空中加油场景下的目标联合检测跟踪算法

针对自主空中加油对接阶段的目标跟踪问题,提出一种空中加油场景下的目标联合检测跟踪算法。该算法采用检测跟踪一体化的CenterTrack网络实现对锥套的追踪,而针对计算量较大、训练耗时过长的问题,分别从模型设计与网络优化两方面改善该网络。首先,在跟踪器中引入膨胀卷积组,以在不改变感受野大小的前提下使得网络轻量化;同时,将输出部分的卷积层替换为深度可分离卷积层,从而减少网络的参数量与计算量;然后,对网络进行进一步的优化,即将随机梯度下降(SGD)法与Adam算法相结合,使网络更快收敛至稳定状态;最后,利用真实的空中加油场景视频与地面模拟视频制作相应格式的数据集,并将其用于实验验证。分别在自制的锥套数据集和MOT17公共数据集上进行了训练与测试,证实了提出算法的有效性。相较于原CenterTrack网络,改进的网络Tiny-CenterTrack减少了约48.6%的训练时长,并在实时性方面提升了8.8%。实验结果表明,改进后的网络在不损失网络性能的前提下可有效节省计算资源并在一定程度上提升实时性。

飞机主动侧杆摩擦补偿研究

针对飞机主动侧杆系统中存在非线性摩擦因素,导致在飞机主动侧杆伺服系统中位置跟踪不精确,侧杆跟随性能下降的现象,在三环控制的基础上研究了Stribeck摩擦补偿方法。对Stribeck摩擦模型开展研究,并通过实验辨识其参数,将摩擦模型引入到飞机主动侧杆伺服系统中设计摩擦补偿方法,通过前馈补偿的方式在三环控制的基础上实现摩擦补偿。通过仿真和实验,对侧杆伺服系统摩擦补偿的可行性进行了验证。实验结果表明,所研究的摩擦补偿方法,提高了系统的稳态跟踪精度,具有较好的动态响应性能。

基于ILC算法的飞机主动侧杆位置控制研究

针对飞机主动侧杆系统中现有比例控制算法的低精度问题,提出了一种结合比例控制与迭代学习控制的算法,该方法可以不断学习调节转子实际位置与期望位置的差值,对电机转动速度和交轴给定电流进行在线补偿,使侧杆位置不断向期望位置逼近。通过仿真实验对基于ILC算法的侧杆位置伺服系统进行了验证,结果表明,所提出的算法相对于传统的PID控制算法,可以有效地提升系统稳态跟踪精度,并具有较好的动态响应性能。

基于ARINC661的多点触控手势数据提取算法

为解决ARINC661规范下多点触控手势数据量大、识别效率低,难以准确定位到相关窗体部件的问题,提出一种多点触控手势数据提取算法。根据ARINC661规范,进行多点触控触点数据和手势数据提取算法设计,对原始数据进行预检测、标准化处理,将单点触控手势数据与多点触控手势数据统一化处理,根据触点定位相关窗体部件。测试结果表明:该算法合理可行,软件运行可靠,所提取的触控手势数据能为手势识别提供依据。