基于改进卷积神经网络的心理状态预警技术

针对传统问卷法难以真实反映被调查者心理状态的问题,基于光流法和卷积神经网络提出了一种微表情判断方法,并将其作为心理状态预警技术的核心模块。对于数据集中人脸数据离散的问题,该方法采用人眼权重法对图像进行预处理,且通过金字塔光流算法提取预处理图像序列的光流特征,再利用三维卷积神经网络对该特征加以训练。与传统算法相比,所提方法在减少模型训练参数与运算时间的同时还具有更优的学习能力。实验测试结果表明,该算法在CASME数据集上的微表情识别准确率为89.2%,F1值为0.6751,均优于其他对比方法。由此证明,该算法可实现对人脸微表情的准确识别,进而为学生心理状态预警提供客观的数据支撑。

基于双目立体视觉数据的波浪场重构研究

为及时准确地获取波面信息,建立了基于双目立体视觉的波面重构流程,从二维波面图像中快速获取三维波面分布。使用双目相机拍摄的波面图像对作为原始数据完成相机参数标定,基于加速鲁棒性特征算法、金字塔搜索法和极线约束完成波面特征点的提取和立体匹配。最后通过立体矫正、视差图分析及图片后处理优化流程实现波浪场的三维点云重构,并选取重构区域作线性插值划分均匀网格,将三维点云投影至二维波面原始图像完成可视化。研究结果表明,在光照条件良好、风浪等级相对较大的情况下,双目立体视觉模型能够准确提取波面特征点,重建的三维点云能够再现波面,具有使用便捷且成本较低的特点,为后续做波浪等级分析及波高预报的相关研究奠定了基础。

并联柔索牵引机构的运动学分析

提出了并联机构CRPM(Completely Restrained Position Mechanisms)正解的三棱锥法,确定了正解的数目,给出了其解析形式,并以反解为已知通过实例验证。采用Mathematica符号计算软件提高了推导并联机构CRPM解析解的效率。

绳牵引并联机器人机构的运动学正解研究

提出了并联机构CRPM(Completely Restrained Position Mechanisms)正解的三棱锥法,确定了正解的数目,给出了其解析形式,并以反解为已知通过实例验证。避免了数值法计算速度太慢的缺点,采用Mathematica符号计算软件提高了推导并联机构CRPM解析解的效率。

一种均匀抗噪自适应的ORB特征提取算法

针对原始ORB算法特征点检测密集度高、抗噪能力弱、自适应性能差等问题,提出一种具有均匀抗噪自适应性能的改进特征提取算法。首先采用快速自适应图像金字塔(FAIP)对原始输入图像进行高斯滤波、差分运算、归一化、降采样等步骤建立多尺度图层,并基于图层尺度逐层对待提取特征点数量进行约束,在改善尺度自适应性能的条件下提高运算效率;其次为增强抗噪能力并改善特征旋转自适应性能,提出一种三维描述子灰度质心法(3D-DGC),主要是在灰度描述基础上添加水平与竖直方向的梯度描述以构成一个三维描述子向量;最后采用四叉树特征管理算法(QtFM)在逐层四等分窗口中选择Harris值最大的特征点,以优化特征点的均匀度。实验结果表明,与原始ORB算法及其它改进算法相比,根据所提算法提取的图像特征点鲁棒性更强。

月球立体影像像点自动量测技术研究

本文在分析研究多种匹配方法的基础上，针对月球三线阵CCD立体影像的像点匹配难题，分别用区域生长法和基于金字塔分层动态窗口匹配运算的相关系数法进行了试验和分析，并利用三线阵CCD数字模拟影像进行匹配，结果表明，基于金字塔分层动态窗口匹配运算的相关系数法，能够高效地解决三线阵CCD立体影像空三加密像点的自动量测。

改进L-K光流法检测运动目标

近年来,图像处理技术蓬勃发展,运动目标检测作为图像处理研究领域的一个关键部分,具有重要的研究意义和应用价值。由于特征点匹配算法在实际应用中受到很多客观因素的影响,采用图像光度代替传统的视觉里程计算法越来越为研究者们所重视。本文以光流算法为基础,深度分析和改进L-K光流法检测运动目标的问题。论文的研究工作主要如下:介绍传统光流法的概念及算法;深度学习改进的L-K光流算法;提出一种基于金字塔L-K光流法检测运动目标。

相位优化的压电纳米定位系统GADRC

压电驱动器的迟滞严重影响压电驱动的定位系统的性能。广义自抗扰控制以线性模型为基准模型,只需估计、补偿非线性和未精确建模的部分模型,进而将实际系统转换为线性系统。为进一步降低迟滞对系统性能的影响,利用微分信号的相位超前性,以总扰动观测值的微分信号优化总扰动估计的相位,提出相位优化的广义自抗扰控制。从参考模型的角度解释扩张状态观测器,获得广义自抗扰控制的参数整定规律。纳米定位实验结果表明,相位优化的广义自抗扰控制的动态响应、抑制干扰和迟滞的能力都优于广义自抗扰控制。

用三棱锥法计算空间角度

介绍了一种求解空间角度的简捷方法．即对空间角度可直接建立球心三面角构成球面三角形，并通过计算球面三角形的方法求解空间角度．这种方法对计算空间角度精确简捷，简称三棱锥法．

一种多功能智能万叶窗的设计与试验研究

为了更好地解决室内通风和采光问题,设计了一种多功能家用智能万叶窗。利用SolidWorks对装置进行了三维建模,提出了利用室内定位系统获取用户所处位置。根据四棱锥定位法,通过控制三向舵机连杆机构的运动使窗叶形态满足通风和采光的功能。制作了实物样机,试验测试分析表明:智能万叶窗的结构设计合理,且追光、定位、窗叶运动等可以满足实际需求。