浙江会计学校算盘研究所开发补数加法定位算盘

浙江会计学校算盘研究所为了弘扬算盘文化,多年来不断探索,最近开发了比较理想的《补数加法定位算盘》,改革后的算盘外框与一四珠常用算盘一样,主要是在算理算法上有新的突破,凡懂得加法运算的同志一旦掌握了新的拨珠方法,加减乘除都可用加法运算,懂得一位数算法即会多位数运算:懂得整数运算即会小数运算。

点-线特征联合的全景图像位姿解算方法

目前,全景图像位置和姿态参数的解算多基于点特征,而场景中普遍存在的线特征尚未得到充分利用。本文提出一种点-线特征联合的全景图像位姿解算方法,不仅可用于点特征缺失场景中全景图像位姿参数的解算,而且在点特征充足的场景中可提高位姿解算的精度和稳健性。该方法中的线特征使用线上的任意两点表示,不要求全景图像和三维场景同名线上的选点具有对应关系,因而易于选取,具有极大的实用性。首先,使用直接线性变换构建点-线特征联合的全景图像位姿解算模型,并针对水平线和垂直线获取简化后的模型;然后,利用仿真道路场景,从特征点和线的不同组合方式及大姿态角两方面分析该模型的适用性,并通过人工引入不同类型及量级的点-线误差分析该模型的容差性;最后,将本文方法应用于全景图像与激光点云的融合,从理论和实践两方面证明点-线特征联合的位姿解算方法在精度、稳健性和容差性方面优于单纯的点特征解算方法。

单目视觉里程计位姿解算质量评估因素分析

近年来,弹性PNT和综合PNT不断发展,多源传感器的弹性融合机制受到广泛关注。针对多源组合导航中视觉传感器的测量精度和可靠性受环境影响大,对精度的影响程度难以单独评估等问题,通过研究单目视觉里程计位姿解算质量的评估因素,体现多源传感器融合系统中视觉传感器的测量质量,提出基于李代数推导的反应空间点构型对相机位姿恢复精度影响的精度衰减因子Visual-DOP,设计了单目视觉里程计位姿解算质量评估算法,并在视觉里程计权威数据集KITTI上做了验证,通过控制变量的方法解耦每一个评估因素与定位定姿精度的关系,结果显示采用的位姿解算质量评估因素能够正确反应单目视觉里程计的导航精度受视觉测量质量的影响程度。

众源空中全景影像位姿的透视变换解算方法

由于缺少位姿信息,众源空中全景影像无法在地理信息空间中精确定位定向,本文提出了基于透视变换的众源空中全景位姿解算方法。首先阐述基于透视变换的球面全景空间交会方法原理,设计了位姿解算方案;其次构建了球面全景模型,使用透视变换实现了“平-球-平”模型变换;然后依据模型变换的变形特征,设计了迭代重加权最小二乘法解算位姿参数;最后以登封市纸坊水库空中全景影像为案例,验证了本文方法的可行性和可靠性。

基于多波段激光数据聚类的电力屏柜压板状态图像位姿解算方法

研究基于多波段激光数据聚类的电力屏柜压板状态图像位姿解算方法,提升电力屏柜压板状态图像位姿解算精度。利用激光传感器采集电力屏柜压板激光图像,采用自相关算法分类激光图像的多波段激光数据属性,利用多波段激光数据聚类方法对电力屏柜压板激光图像实施降维处理。从降维后的电力屏柜压板激光图像中,通过确定电力屏柜压板有效面积、有效尺寸以及有效形状,提取电力屏柜压板的形态特征。依据提取的电力屏柜压板形态特征,利用空间坐标变换关系,实现电力屏柜压板状态的位姿解算。实验结果表明,该方法可以利用电力屏柜压板激光图像的多波段激光数据聚类结果,精准解算电力屏柜压板状态,适用于变电站电力屏柜压板管理中。

基于差分式惯性传感组件的采煤机位姿解算法

采煤机是综采工作面的关键设备之一,其准确定位是实现工作面智能化开采的前提。首先,分析了采煤机惯性导航定位产生的确定性漂移和非确定性漂移误差,建立了差分式惯性传感组件数据融合模型;其次,研究了基于差分式惯性传感组件的采煤机位姿差分解算方法,模拟了采煤机作起伏运动的运行曲线;最后,对位姿差分解算算法进行了仿真分析,仿真结果表明采煤机在作起伏运动时,提出的差分位姿解算算法在累积误差和最大误差方面均小于原始位姿解算算法。笔者设计并搭建了采煤机惯性导航定位实验平台和运动工况模拟实验台,进行了相应的实验分析,实验结果验证了所提姿态解算方法的可行性和有效性。

基于空间阵列式惯性单元的防冲钻孔机器人位姿解算方法

防冲钻孔机器人是冲击地压矿井卸压的关键设备,其准确定位和定姿是实现卸压作业无人化的基础和前提。通过分析国内外移动机器人及煤矿井下移动设备定位技术的特点,提出了一种基于空间阵列式惯性单元的防冲钻孔机器人位姿解算方法。在分析常规惯性传感单元定位误差类型及来源的基础上,建立了空间阵列式惯性单元数据融合模型,推导出角速度和比例加速度的融合方程,设计了空间阵列式惯性单元位姿解算流程。通过分析防冲钻孔机器人的实际运行工况,模拟了防冲钻孔机器人的曲线运动轨迹,并对钻孔机器人的位姿解算方法进行了仿真分析,仿真结果表明,在曲线运动时,空间阵列式位姿解算方法的位移和姿态角解算精度均优于原始位姿解算方法和差分式位姿解算方法。为了验证所提方法的可行性,根据现场实际情况搭建了移动载体运动工况模拟实验台,根据设定的真实轨迹曲线进行轨迹跟随及监测实验,结果表明:空间阵列式惯性单元的位姿解算精度较高,在x,y,z三轴方向的位移平均误差分别为5.83,8.76和0.84 cm,俯仰角、航偏角和横滚角的平均误差分别为0.07°,0.15°和0.06°。为了进一步验证所提方法的实用性,搭建了防冲钻孔机器人惯性单元位姿监测实验平台,进行了防冲钻孔机器人的直线行走实验,实验结果表明:基于空间阵列式惯性单元解算的钻孔机器人俯仰角、航偏角和横滚角平均误差均小于0.5°,在x,y,z三轴方向的位移平均误差均小于2.00 cm,位姿解算误差均满足实际要求,验证了所提防冲钻孔机器人位姿解算方法的可行性和有效性。

支撑掩护式液压支架运动位姿解算

结合支撑掩护式液压支架,根据运动几何学分析给出了以前连杆倾角和顶梁俯仰角为自变量的液压支架各主要部件的位姿坐标解析表达式;建立了前后立柱的2个伸缩长度与前连杆倾角和顶梁俯仰角2个运动变量之间的解算方法;最后设计了解算程序,在给定液压支架结构参数和前后立柱伸缩长度的条件下就可以快速准确地解算出液压支架各主要部件的位姿参量。通过实例计算结果表明,该算法能够满足实时在线解算要求。

罗兰-C系统多台链接收机定位解算算法

目前,罗兰-C远程导航系统的用户设备(罗兰-C接收机)开始采用可同时搜索、跟踪多个不同罗兰-C台链台站信号的多台链接收机结构。多台链罗兰-C接收机运用"多位置线定位解算技术",利用双曲线定位原理优选多条双曲线位置线进行时差转换定位,基于多台链概位解算和迭代定位解算原理消除定位多值性,提高定位精度。简要介绍了某航空型多台链罗兰-C接收机工作原理,重点对其多台链概位解算和迭代定位解算的计算方法进行了理论研究分析。

基于Legendre神经网络的单目视觉相对位姿解算

将BP神经网络、RBF神经网络以及Legendre正交基神经网络应用于单目视觉相对位姿强非线性解算,并且在梯度下降法的基础上推导了Legendre正交基神经网络的最优权值,最后进行了相应的仿真及物理实验.实验结果表明,基于Legendre正交基神经网络的单目视觉相对位姿解算方法不仅精度高、鲁棒性强,而且实时性较好.

又一位算命先生——布热津斯基

夜读3月12日《华盛顿邮报》的报导,前美国国务卿布热津斯基写了一本名叫《大溃败》的新书.书中说:“在一个可以预见的历史时期内,共产主义(喻按:应是社会主义)最终将会崩溃.”什么时候崩溃?他预言是2017年,即十月革命100周年.读了这个预言,不禁哑然失笑.高明的布热津斯基,竟然也当起算命先生来了.

相对位姿测量解算的DSP实现

针对运动目标位姿测量中小型化和快速化的问题,设计了以TMS320DM6437数字信号处理器为核心的图像处理系统,实现了图像的实时采集和处理。采用乒乓缓冲技术,利用TMS320DM6437的视频处理子系统直接对CMOS采集的原始数据进行处理,有效地减小了系统尺寸并提高了帧率。最后对系统进行了软硬件调试和运动目标的位姿测量实验,在相机帧率为40 frame/s的情况下,可以完成实时解算,表明设计方案具有一定的实用价值。

基于单目视觉的相机位姿解算

机器人在工作环境中利用传感器感知信息来实现可靠的定位,这是自主移动机器人的基本功能之一。GPS等卫星定位系统在室内信号较弱且有偏差,而视觉定位技术可以通过图像特征匹配进行位姿估计,因而被广泛应用。文中选取结构简单、成本低且易实现单目视觉定位的技术作为研究对象,以屋顶上打的结构光点作为观测数据来源,设计利用匹配特征点之间的关系,解算单目相机位姿的系统。通过对机器人所获取的数据进行实验分析表明,文中所设计的系统对于单目视觉机器人定位是有效的。

朱载堉──八十一位算盘首创者

朱载堉──八十一位算盘首创者舜臣明朱载仅为了计算的需要，曾创造八十一位算盘，在算盘史上是十分罕见的，关于朱载访的生平，ｔ辞海③１８７页有如下的记叙：朱我盗（１５３６——约１６１０）明代律学家、历学家。字伯勤，号句曲山人，明宗室郑恭王厚烷之子。早年从舅...

定位点分布对相机位姿解算精度影响分析

针对单目相机位姿解算过程中,定位点的分布会对解算精度产生影响的问题,提出1种分析方法:基于奥普蒂·特拉克(OptiTrack)运动捕捉系统,建立相机位姿解算实验平台,分析定位点的不同构型对于位姿解算精度的影响;并提出人工标志的布设和点位选择的相关建议;最后采用位置精度衰减因子(PDOP)值对定位点构型进行描述。实验结果表明:PDOP值小于30时,82%以上的实验结果整体定位误差小于30 mm,65%以上的实验结果各个方向姿态角解算误差小于10′;在一定范围内,相机与定位点距离和定位误差成正相关;人工标志的布设应充分考虑点位的分布情况,保证每张照片中都存在至少4个构型良好的定位点;在定位点较多时,可以考虑根据相机的概略位置选择构型良好的定位点进行位姿解算,以提高解算精度。

双目视觉测量系统位姿解算方法研究

在大部件自动对准系统中,为了解决近距离观测无法获得被观测目标全部特征的问题,使用双目视觉位姿测量解算方法,设置其中一个相机为基准相机,利用两相机之间已知的位姿关系,将非基准相机拍摄的特征点信息转换到基准相机的相机坐标系下,然后利用位姿解算的迭代算法思想求解两部件之间的位姿关系。当特征点数目较少时,迭代算法的误差函数会陷入局部极小值,针对上述问题,设计了一种利用各坐标系之间的转换关系求解迭代初始值的方法,并通过仿真证明了算法的有效性。

基于多磁信标的指纹匹配定位算法

针对室内、地下以及障碍物较多的复杂环境中,可用导航源匮乏问题,本文提出一种利用低频时变磁场实现目标高精度位置与姿态解算的解决方案。传统时变磁场定位方法要求磁信标坐标系与目标坐标系一致且无法解算目标相对姿态角信息,同时精度普遍较差。本文提出的方案在解决传统方案的局限性基础上,又提出一种基于指纹匹配的改进方案,具有穿透性好、鲁棒性强且精度高的特点。首先根据空间中测量磁场计算磁信标接收信号强度RSSI(Received Signal Strength Indicator)拟合直线,根据指纹匹配原理估计目标位置;再根据测量磁场方向矢量模型,反演解算目标姿态角信息,实现目标位置与姿态信息解算过程,研究并分析了磁信标导航系统误差来源及解决方案;最后通过对比实验,验证本文提出的算法在实验条件下,位置估计误差期望为0.069 m,姿态角估计误差期望为2.3°,且误差不随时间积累,相对于传统的磁信标导航方案具有明显优势,具有较高的工程应用价值。

基于边缘提取与多项式拟合的三维位姿解算方法

现代智能装配环境对装配指引的要求不断提高,新型的AR装配指引系统以其独有的三维模型叠加显示能力而受到生产单位及研究人员的关注。其中快速鲁棒的目标位姿检测是增强现实(augmented reality,AR)智能装配指引系统的关键步骤之一。为了解决单目图像中复杂纹理物体的注册配准问题,本文提出一种基于边缘提取与多项式回归拟合的三维物体配准方法。该方法主要采用长板工件的边缘轮廓特征,通过构建三维模型与二维特征的匹配关系增强算法鲁棒性。同时为提高算法响应速度,本文通过引入多模板匹配,减少了位姿求解的拟合时间。最后,实验结果部分展示了本文算法在实际天线板AR布线辅助系统中的工作效果。

近景摄影测量大角度外方位元素解算方法研究

为了提高大角度近景摄影测量的外方位元素解算的精度,介绍了推导包含共线方程泰勒展开二次项的非线性误差方程式,并建立其外方位元素的数值解算方法。多个工程实例表明该方法有助于提高大角度摄影的外方位元素解算的精度和求解稳定性,具有一定的应用价值。