可穿戴式头部摆动姿态检测系统

为解决传统人机交互方式对于部分重度残疾人士或在某些特定场合不适用的问题,设计了一种可穿戴式头部摆动姿态检测系统.首先,由头部摆动姿态检测模块采集头部的原始姿态数据;其次,在时域上分析三轴加速度数据,并利用四元数姿态解算三轴角速度数据;然后,结合三轴加速度和角速度数据确定5种头部摆动姿态相对应的阈值范围,通过滑动窗口法区分指令动作和无意识动作,完成头部摆动姿态检测;最后,采用蓝牙无线通信方式将指令传输至蓝牙子系统模块,并通过串口在上位机显示结果.试验结果表明,该系统可以准确检测头部摆动姿态、区分无意识头部动作,头部摆动姿态检测平均正确率达96%.该头部摆动姿态检测系统具有结构简单、准确率高、成本低、阈值可调等优点.

仿生机器鱼运动学模型优化与实验

以仿生学为基础的机器鱼是一种新型水下机器人,具有高速、高效、节能等方面优势。为进一步探索仿生机器鱼的运动机理,指出了当前仿生机器鱼运动学模型存在的不足,即未考虑因制造、鱼体结构的影响,而产生的头部左右摆动。故在考虑仿生机器鱼头部摆动的情况下,构建头部摆动方程,引入摆动偏移量,修正其运动学模型。利用MATLAB对模型进行优化,分析结果表明修正后的运动学模型更能够描述实体仿生机器鱼的游动特性。最后,将修正后的运动学模型,运用到三关节仿生机器鱼上进行实验,结果表明,该模型能够有效地抑制仿生机器鱼头部摆动,进而提高了仿生机器鱼的游动速度。