基于SSC-SiamMask的动态目标跟踪系统

针对跟踪时存在的目标被部分遮挡、被干扰、形变或丢失时易导致跟踪失效等问题,提出一种融合SIFT特征和相似度比较的SiamMask改进算法SSC-SiamMask,并基于该算法实现了一个动态目标跟踪系统。实验表明,SSC-SiamMask能够过滤环境中96%以上的视觉干扰,在运动目标被遮挡、干扰甚至丢失后再现时仍能寻回并准确跟踪目标,提高了视觉跟踪系统的抗干扰性、稳定性和可靠性。

基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划

针对移动机器人规避障碍和寻找最优路径问题,提出一种基于改进的蚁群算法的解决策略,并编制相应程序进行验证。仿真过程分为两个基本阶段:适应阶段和协同工作阶段。在前阶段,各局部解根据规则不断调整自身结构;后阶段各局部解通过信息交流,产生全局最优解。与传统的算法比较,它可以避免陷入过早收敛,能实现移动机器人在较短时间内找到最佳路径并规避障碍。

激光诱导击穿光谱的环形扫描探测与元素分布分析

激光诱导击穿光谱(LIBS)作为一种元素快速分析手段,具有无需样品预处理、实时在线、非接触、多元素同时探测等诸多优点,已在多个领域获得应用。搭建了一套可实现环形扫描探测的LIBS光谱探测系统,通过探测结果获得元素分布情况,进而实现元素高浓度区域反演,为环境异常情况监测、污染源追踪甚至矿藏勘察提供一种有效的快速实时分析方法。该系统运行过程中不需要整体移动,只通过旋转部分光学器件即可完成360°全方位的快速扫描与探测,进而以所采集到的光谱强度获知不同扫描角度下的元素分布情况,用于反演元素高浓度区域的具体方位,达到源头位置判定的目的。为验证所提出的LIBS环形扫描设想,评估所搭建系统的探测能力,实验中以海水为探测样品制备富含K,Ca,Na和Mg的喷雾模拟污染源喷发情况,通过标志性元素Na的LIBS光谱强度增长作为目标寻源的主要依据,以每10°为间隔对360°范围内的元素情况进行了扫描探测。实验结果显示该系统能够较为准确地反演出目标源头的具体方位,但需要进行必要的探测结果校正。校正过程具体包括"信号浮动校正"和"探测效率校正"两个方面,前者用于降低LIBS探测过程中信号的不稳定性,主要通过选用内标元素进行信号波动的校正;后者则是减小探测过程中安装调试误差,以环境中均匀分布元素的探测结果完成各扫描位置的光谱采集效率修正。经过校正后的环形扫描数据显示,搭建的系统不仅在大扫描半径(250,300 mm)下能够准确获得"喷发源"位置外,还能够在离喷发位置较远、短扫描半径下(100 mm)明确元素高浓度区域的具体方位。因此,提出的这种适用于LIBS技术的环形扫描探测的硬件结构,实验验证了该结构能够实现近似"雷达"的扫描分析,通过元素光谱信号强度反馈用以实现目标具体方位的判断,进而达到目标寻源的分析目的。