基于空间光传感信息的运动姿态实时跟踪分析与研究

为了排除运动动态性干扰,探讨人体运动下空间光传感信息可作为视觉跟踪特征的可行性,建立起空间三维点与运动姿态对应点的关系,通过计算运动姿态目标点的投影,对摄像机进行标定,根据人体运动动作点的标定,采集到人体运动姿态空间光传感特征,通过提取运动姿态特征,根据人体运动姿态光传感样本点的逆映射原理,重构运动姿态图像,实现运动姿态的实时跟踪。实验结果表明,基于空间光传感信息的运动姿态实时跟踪的横向偏移量还是跟踪准确率方面,都不会受到运动姿态的动态性影响,跟踪方法的准确率可达到1.0,跟踪效率高达0.1,具有更好的稳定性。

复杂环境下光传感网络节点定位算法研究

为了减少复杂环境下光传感网络节点定位误差和功耗,获得理想的光传感网络定位结果,提出了基于复杂环境下光传感网络节点定位算法。首先分析当前光传感网络定位的研究进展,找到当前方法的各种局限性,然后设计光传感网络的结构,边界盒定位算法和蜂群算法进行光传感网络节点定位,最后其他光传感网络定位方法进行了对比测试。实验结果表明,本方法的定位绝对误差低于6 m,经过30次迭代即可实现收敛稳定,定位平均绝对误差低于4 m,节点覆盖率高于80%,功耗低于2 J。证明本方法缩小了光传感网络节点定位误差,可以实现主精度光传感网络节点,减少了光传感网络定位时间,光传感网络节点定位优势十分明显。

基于FPGA的实时线结构光传感器激光条纹中心提取方法

激光条纹提取方法是线结构光传感系统中的一项重要技术,其准确度和速度直接影响系统的测量性能。然而,传统Hessian矩阵法可能会产生多余中心点和缺失中心点,限制了其准确度和鲁棒性。此外,传统Hessian矩阵法计算复杂,难以应用于实时测量场景。为此,提出了一种适合在FPGA中实现的激光条纹中心提取改进方法。首先,设计了一个新的判断函数来代替最大特征值来选取显著中心点,以增加真实中心和其他区域之间的数值差异,并通过修改中心判断标准,采用非最大值抑制的方法处理多余中心点和缺失中心点。其次,将所提出的方法在FPGA中进行实现。在不降低精度的前提下,对计算进行了合理优化,减少了FPGA的资源利用率和延迟时间。在准确度对比试验中,在噪声水平分别为0,0.01,0.02和0.03时,平均绝对误差分别为0.0039像素,0.0373像素,0.0520像素和0.0646像素,均方根误差分别为0.0068像素,0.0469像素,0.0654像素和0.0811像素;在FPGA中实现时,运行时间和延迟时间分别为14.89 ms和216.42μs。实验结果证明,所提出的方法准确度高、鲁棒性好,能够进行实时中心提取。

光传操纵系统的发展趋势

对光传操纵系统的主要发展历程进行了综述 ,详细介绍了国外光传操纵系统发展的各个阶段的成果和特点 ,及国内光传操纵系统的发展现状 ,提出关键光传硬件的研制是飞机光传操纵系统方案实施的基础 ,针对航空领域的特点 ,对光传操纵系统中光电器件的选择及关键技术等进行了分析 。

直升机模型跟踪光传飞控技术研究

为提高武装直升机贴地飞行操纵品质,开发了自适应显模型跟踪实时飞行控制仿真系统,建立了直升机显模型跟踪贴地飞行电/光传操纵地面物理仿真验证平台。经电/光传特性对比,验证了所开发的2种光传技术的有效性。为直升机光传控制技术的研究开发提供了技术措施及地面物理仿真验证平台。

机载作动系统的控制信号光传方案

综述了目前国内外机载作动系统控制信号光传的研究现状 ,详尽分析了光传飞行操纵FBL(Fly By Light)系统的特点与未来飞机对飞行操纵系统的要求 ,指出了FBL技术发展的必然性 .针对当今我国技术发展现状及对FBL技术的研究水平 ,在权衡模拟式光传和数字式光传的优缺点之后 ,提出了一种准数字光传操纵系统方案 .初步实验证明 ,该方案可以满足飞行操纵系统的要求 。

光传操纵系统的关键性技术初步研究

光传操纵系统的性能和可靠性取决于光源、光纤和光检测器等光电器件,光电器件的选择是成功设计光传操纵系统的关键之一。针对国内光传操纵技术的发展现状,在自行开发光传操纵系统的前提下,对光源、光纤、光检测器等关键性器件的选择与集成开发进行了试验性的研究。同时经过高温实验以及高空环境模拟实验,验证了某种特制多模石英光纤能满足光传操纵系统的要求。并利用所选器件设计了一种光传操纵系统的实现方案,初步结果表明了该方案的可行性。

光传飞控系统实现的关键技术

在总结国外光传飞控系统研究动态基础上,分析了光电器件的选择、带状光缆、光纤传感器、光纤连接器和接头、电光结构、光纤数据总线、系统演示验证等实现光传飞控系统的关键技术。研究结果对国内开发光传飞控技术具有一定的参考价值。

光传飞控系统交叉通道数据链路设计与分析

未来飞机采用光传操纵系统能够提高抗电磁干扰能力、减小体积和重量,多余度技术能够提高光传操纵系统的可靠性,而交叉通道数据链路是余度计算机之间进行数据交换的重要途径。为此,设计了一种具有多故障容错能力的光传飞控系统交叉通道数据链路。根据系统性能要求,给出并讨论了该链路系统的结构配置和工作流程,分析了其关键组成部件的功能和实现技术,并设计了当光链路发生故障时系统的容错逻辑算法。通过理论分析和数值计算表明,该链路系统能够提高光传飞控系统的安全性和可靠性,并具有良好的实时性和实用性。

高功率微波场磁光传感技术研究

介绍一种利用磁光晶体记录特性进行高功率微波场矢量测量的传感技术。用这种测量技术对返波管振荡器微波场的多点阵列测试表明，该传感系统对被测场无影响，抗干扰能力强，空间分辨率为０．００１ｍ，可测出场的主要模式成份ＴＭ_０１、ＴＥ_０１和ＴＥ_１１，以及各成份的场强和功率，对总功率的估算值与喇叭耦合测量结果有较好的一致性。

光传飞行控制系统研究

简单回顾了光传飞控系统的发展背景,详细介绍了国内外光传飞控系统发展历程及现状,在此基础上分析了光传飞控系统的光纤传输系统、光传感器、光纤数据总线以及光传飞控系统的构型,最后讨论了光传飞控系统的关键技术,分析了光传飞控系统的应用前景。

冷光源信号在光传感网络中的优化传递模型

传统的光传感网络对易发散、高能耗的热光源信号进行处理时多采用利用麦克斯韦电磁场理论的射线法,该方法对三维场中的信号处理有一定的局限性。针对该问题对传统的电磁场射线法进行优化改进,利用LED冷光源信号替代传统的激光光源,提出了冷光源信号在光纤圆柱形三维场中的微分方程,通过冷光源信号的波矢量k、光线特征参量ν以及传播常数β确定其在光传感网络中的模型,采用多层信号波源叠加的方法,对具有相同频率、相同相位的LED光源进行处理,进而去除掉波源的干涉性、发散性及高能耗的缺点,最终利用Matlab仿真软件可以分析出经过叠加优化处理的冷光源信号在光纤网络中的传递模型,仿真结果证明该方法的有效性。

电传到光传的发展趋势

未来先进战术飞机发展的需要表明 ,飞控系统结构必须在电磁抗干扰、通讯总线数据速度、推力 /实用子系统综合及供给能力等方面具备较高的性能。受这些因素影响 ,集中式电传结构增强能力是有限的。光纤的高数据吞吐量和抗干扰能力 。

光传操纵系统综述

在简要回顾飞机操纵系统发展历史的基础上，详细介绍了光传操纵系统的发展状况和应用前景。针对航空领域光纤传输的特点，对光传操纵系统中光电器件的选择及关键技术等进行了分析。

光传系统地面半物理仿真验证

结合飞控系统信号超低频特点,研究光传操纵系统的单路、时分复用及波分复用光纤多路传输技术,并以舰载飞机着舰导引系统的地面半物理仿真为背景与电传系统作比较。仿真结果表明,所开发研制的单路及多路复用传输的光传系统均具有良好性能。

海底光传感网络对水污染采集数据监测研究

对海底光传感网络水污染采集数据监测进行监测,能够高效改善海底污染问题,对海底污染进行有效治理。对海底网络水污染采集数据的监测,需要采用模糊隶属度确定每个数据样本所属类别,计算出每组数据的聚类中心,完成数据的高效监测。传统方法计算出数据聚类的初始中心,提取水污染数据辨识阈值,但忽略了计算数据的聚类中心。提出基于二次聚类的海底光传感网络水污染采集数据监测方法。基于相对熵理论计算出网络数据的维度,给出时间窗口对应网络数据源IP地址维度的熵,得到网络数据的层次结构,采用有效指数准则对数据进行聚类,采用模糊隶属度确定每个数据样本所属类别,计算出每组数据的聚类中心,获取数据集的最优模糊分类阈值,由此进行海底光传感网络水污染采集数据的监测。实验证明,所提方法采集数据监测精度高,为提升海底环境监测质量奠定了基础。

光传飞行控制系统余度技术研究

在简要介绍光传飞行控制系统及其余度技术的基础上 ,针对光传飞控系统的特点 ,从余度系统的结构、余度系统的可靠性、余度数目及余度系统的监控技术等方面提出了光传飞控系统的余度设计原则 ,并给出了光传飞控系统余度技术的软硬件总体结构。初步研究表明 ,光传飞行控制系统具有普通电传飞控系统无可比拟的优点 ,本文所提出的技术方案是进一步研究光传飞行控制系统余度技术的基础。

直升机光传操纵地面物理仿真平台的开发

该文基于某型武装直升机控制增稳飞控系统 ,建立了直升机光传操纵地面物理仿真平台 ,着重开发了两种典型的光传技术。并叙述了仿真平台的结构配置及主要组成部件开发实现。实现了具有人机交互功能的直升机光传操纵可视化仿真 ,并通过光传与电传的特性对比验证了两种光传技术的有效性。从而为我国直升机光传系统的实现 。

直升机贴地飞行操纵系统中的光传点-点链路

为了实现多种传输速度和数据格式信号的光纤传输,开发了基于串口通讯的点-点链路光传操纵技术.以直升机飞行控制系统为背景,构建了飞行控制系统的地面光传半物理平台,建立了显模型计算机与飞行控制计算机之间、飞行控制计算机与实物舵机之间的通信.光/电传试验仿真表明,所开发的显模型跟踪光传系统LED(发光二极管)的中心波长为820 nm,最大传输距离400 m,远大于实际需要的光纤长度;飞行状态能准确地跟踪显模型输出,跟踪度不小于90.11%.

光传飞行控制交叉通道数据链路接口技术研究

交叉通道数据链路是实现三余度飞控计算机之间信息交换的枢纽,以往开发的三余度光传操纵系统大都采用了串口(RS232)协议来实现,其传输速率较低,达不到现代飞控计算机之间数据传输的高要求。为此,设计了一套以PCI总线控制器PLX9054和FPGA为核心的双向高速数据光纤传输接口卡,设计了该数据传输卡的基本结构和单元组成;详细阐述了PCI总线接口软硬件设计方法、时序及注意事项,并深入分析了FPGA的功能逻辑模块和光电转换模块的实现方案;最后开发了基于DriverStudio的设备驱动程序,并进行了系统测试。结果表明本接口卡可以满足飞控计算机之间余度数据交换的要求。