一种四轴飞行器单目视觉测距算法

为解决四轴飞行器在执行目标检测与跟踪任务时无法判断机身与障碍物或跟踪目标之间安全距离问题,提出一种四轴飞行器单目视觉测距算法,算法融合基于帧间差分技术的水平测距模型与基于小孔成像的垂直测距模型.首先,算法可利用基于YOLOV4-Tiny的目标检测算法识别视频帧中的物体类别,并可在视频帧中框选出被测物体,依据现场环境选择最佳的测距方法进行测距;其次,系统终端执行测距方法,基于被测物体的视频帧成像位置与设定参数之间的差值控制四轴飞行器飞行,并记录飞行数据;最后,通过测距模型对飞行数据进行处理,计算出四轴飞行器在初始位置和最终位置与被测物体之间的距离.通过在特洛(Tello)飞行器平台上的实际飞行验证,实验结果表明所提出的四轴飞行器单目视觉测距算法可以有效分析出视频帧中各物体的景深,测距误差百分比均值为4.07%.在四轴飞行器与障碍物或跟踪目标之间距离较近,却无法评估此距离是否处于安全距离时,所提出的算法可为搭载单目摄像头的四轴飞行器提供可靠的测距技术支持.

基于老年人视觉感知的寒地住区宅间休闲空间环境影响机制研究

本文从老年人视觉感知角度出发,利用眼动追踪实验和语义差异问卷,提取寒地住区宅间在非雪季与雪季环境下影响老年人休闲视觉感知的环境因子,并筛选出非雪季与雪季环境下的视觉感知因子,通过虚拟现实正交实验,揭示两种环境下视觉感知因子对老年人休闲视觉感知的影响机制,以期为我国寒地城市休闲空间品质提升及适老化环境建设提供参考与启发。

基于车辆外观特征和帧间光流的目标跟踪算法

在复杂道路场景下,车辆目标之间频繁遮挡、车辆目标之间相似的外观、目标整个运动过程中采用静态预设参数都会引起跟踪准确率下降等问题。该文提出了一种基于车辆外观特征和帧间光流的目标跟踪算法。首先,通过YOLOv5算法中的YOLOv5x网络模型获得车辆目标框的位置信息;其次,利用RAFT (recurrent all-pairs field transforms for optical flow)算法计算当前帧和前一帧之间的光流,并根据得到的位置信息对光流图进行裁剪;最后,在卡尔曼滤波过程中利用帧间光流进行补偿得到更精确的运动状态信息,并利用车辆外观特征和交并比特征完成轨迹匹配。实验结果表明,基于车辆外观特征和帧间光流的目标跟踪算法在MOT16数据集上表现良好,相较于跟踪算法DeepSORT,成功跟踪帧数占比提高了1.6%,跟踪准确度提升了1.3%,跟踪精度提升了0.6%,改进的车辆外观特征提取模型准确率在训练集和验证集上分别提高了1.7%、6.3%。因此,基于高精度的车辆外观特征模型结合关联帧间光流的运动状态信息能够有效实现交通场景下的车辆目标跟踪。

基于FPGA的运动目标检测与跟踪系统

针对传统运动目标检测与跟踪算法计算量大、检测速度慢、鲁棒性差的问题,提出了一种通过动态调整检测区域以实现高效运动目标检测与跟踪的方法。利用改进的帧间差分算法提取运动目标,将目标大小和位置信息分别传给区域裁剪算法和卡尔曼滤波跟踪算法,实现检测范围的缩小和目标跟踪。采用改进后的方法对分辨率为640×480的图像进行实验,检测到目标的大小为66×84,调整后的检测区域大小为132×168,帧间差分检测部分计算量减小了约92.78%,并且根据目标位置进行跟踪的效果较好,在FPGA中验证了此方法的正确性。

轻型履带车辆行走系的结构设计与选型计算

随着辣椒种植规模的扩大,缺乏适宜的套种作业机械、人工成本高及作业效率低的问题严重制约了辣椒产业的发展。开发一种适应“麦椒套种”的轻型履带车辆显得尤为重要。本文结合轻型履带车辆的使用环境、工作目标及工作性能,确定轻型履带车辆的行走系结构,并对行走系的关键部件和参数进行了选型设计;通过对轻型履带行走系转向受力分析,计算出转向时所需的最大驱动力矩,并以此选择静液压装置;为行走系设计提供依据并为后续变形设计积累技术资料。

基于网络流跟踪的信号灯检测方法

结合信号灯信息对机动车行进速度进行引导,减少机动车启停次数,可有效减少废气排放,缓解其造成的污染问题。针对信号灯转换时刻的获取问题,提出了一种基于网络流跟踪的信号灯检测方法。首先,该方法在数据集中引入辅助信号灯类别进行训练,将视频序列中该类目标检测结果关联为踪片,并通过踪片建模多目标跟踪任务。其次,该方法将多目标跟踪任务转换为最小费用流优化任务,以踪片作为节点建立最小费用流网络,提出了适合于信号灯的费用构建方式,通过最短路径算法求解,得到视频序列中辅助信号灯的多条轨迹。最后,基于求解的轨迹结果和图像分类技术,实现信号灯检测性能的提升。该方法的跟踪性能相较于对比算法有大幅提升,并将小目标信号灯检测响应的mAP提升至94.35%。实验结果表明,基于网络流的建模方式能极大地提升信号灯的跟踪准确率,结合跟踪轨迹还能大幅提高视频序列中小目标信号灯的检测准确率,并可有效确定信号灯状态的转换时刻。

美苏田径对抗赛形成的国际政治信号分析及其意义阐释

体育外交研究的纵深化趋势呼唤跨学科研究方法以推动理论的破壁。运用国际政治信号理论对冷战时期美苏围绕田径对抗赛的外交互动进行实证分析发现,美苏田径对抗赛是冷战时期两国关键的政治协商渠道,通过多轮次体育外交信号的编码、传递、解码与反馈,促成了美苏首份文化交流协定并推动两国全面合作,构建冷战中难能可贵的良性竞合关系。基于国际政治信号理论提出:体育外交促进国家间关系呈现特定效果范围,具体指向外交信息的传递、战略诚意的表达和安全困境的化解。体育外交作用机理能够提供意义共有的外交信号编码方式、构建安全可靠的外交信号交换空间和赋予生动有效外交信号转换能力。

基于星历广播的星间激光通信引导对准技术研究

随着卫星技术和火箭运载能力的快速发展,搭载星间激光通信技术的低轨宽带卫星通信系统成为新的趋势。为了星间激光通信的精确初始对准及建链保持,确保信号的稳定传输,减少信号丢失和干扰,提高通信质量和可靠性,本文对星间激光通信初始对准的流程进行了分析,统筹考虑卫星资源的情况下创新地提出了一种上注星历格式及星历广播格式,并依据通信需求设计了高可靠的通信总线,充分考虑了在轨星间激光建链过程的各种工况,大大提高了在轨激光建链流程的成功率及可靠性。在轨应用结果证明该设计方案合理可行,成功指引激光通信端机高效快速地完成初始对准,并且在星历数据辅引下实现长期稳定建链,对未来的低轨通信网络的研究应用具有重大的意义。

一种基于非线性电流跟踪算法的STATCOM相间电容电压平衡控制策略

针对基于级联H桥拓扑结构的静止同步补偿器在传统控制框架下所产生的相间电容电压不平衡问题,采用一种新型混合调制方法并提出了一种全新的非线性分相电流控制策略。首先,基于六模块十三电平级联H桥拓扑结构,阐明新型混合调制的调制原理,并阐述适用于新型混合调制的相内电容电压均衡策略。其次,推导了静止同步补偿器在两相同步旋转坐标系下的控制模型,并分析指出采用dq解耦控制存在的相间电容电压不平衡问题。针对相间电容电压不平衡问题,提出基于三相静止坐标系下的电流分相控制策略,通过Lyapunov稳定性判据第二法推导并设计实现对交流指令电流无差跟踪的非线性电流控制器。最后,在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型。仿真结果表明,所提控制策略在不同条件下均能保持相间电容电压一致和稳定,且具有良好的动态响应特性。

基于改进势场法的多无人机避碰控制方法

针对多架无人机飞行过程中机间避碰及规避障碍物的问题,提出了基于改进势场法的多无人机避碰控制方法。该方法首先建立无人机机间避碰势场模型,在控制律中引入虚拟力和一致性控制策略,以解决松散队形约束的无人机机间避碰问题;然后采用基于旋转势场法的避障方法,设计了多机协同整体规避策略,利用基于虚拟力的路径跟踪策略来跟踪航线。仿真结果表明,所提方法能使多架无人机有效避碰和规避障碍物,并回到预规划航线上。

电弧焊焊接熔池视觉跟踪技术研究

焊接熔池跟踪技术是焊接自动化领域中的关键核心技术之一,其目的是通过对焊接过程中熔池状态的实时监控,自动调整焊接参数,保证焊接质量。通过搭建管道焊接条件,采用机器人自动焊接的方法,搭配CCD滤光相机采集熔池图像序列,随后通过Halcon软件针对熔池图像序列进行分析,采用帧间差分法、光流法对图像进行跟踪处理。利用VS软件与Halcon混编进行界面设计实现程序窗口的输出。试验结果表明:两种算法对于熔池图像序列的视觉跟踪有较好的显示效果,熔池视觉跟踪研究对于实现自动焊具有实际意义。

基于传统收费模式的车辆状态与轨迹采集系统接口

轨迹数据中心与高速公路联网收费系统互联,可在很大程度上解决收费系统存在的按路径收费、便捷支付、按路径拆分三个问题。实现上述功能,轨迹数据中心和原收费系统这两个系统间需建立相应的操作接口,接口的设计要结合两个系统的特征解决若干问题,包括系统整合方案设计、系统间互联模式设计、收费车道与轨迹中心数据交互协议设计、交易数据传输方案设计等辅助功能设计。通过对系统接口的研究,能够实现车辆信息数据中心和高速公路联网收费系统的连接,为联网收费系统提供车辆轨迹信息。

次同步振荡监测控制系统的研究与实现

研究了一种次同步振荡监测控制系统,由监测控制装置、同步相量测量单元(PMU)和监测分析主站三部分构成。监测控制装置通过功率轨迹跟踪的辨识技术,快速准确地识别次同步振荡工况。同时结合火电机组的模态频率特征,以分轮分级的控制策略,在火电机组扭振保护动作前快速平息电网次同步振荡。提出了次同步振荡的全景分析方案,通过召唤PMU的连续录波文件,在监测分析主站实现了全网次同步振荡状态的自动计算和直观展示,为次同步振荡机理研究创造了有利条件。最后,通过工程应用案例验证了系统的可行性和有效性。

热连轧带钢终轧温度控制样本跟踪策略

为了加强前馈控制在带钢终轧温度控制中的作用,提高机架间喷水冷却控制精度,分析了带钢在机架间运行过程中的速度变化规律,将带钢在精轧机架间的冷却过程划分为多个冷却计算单元,阐述了机架间微跟踪策略的原理,给出了合理的通条带钢机架间微跟踪方法.使用实验室已开发的热带终轧温度模拟运行软件,结合国内某厂现场数据,进行了机架间温度控制模拟计算,计算结果优于现场实测数据.

基于帧间差分和运动估计的Camshift目标跟踪算法

针对Camshift算法无法适应目标的高速运动、复杂背景和遮挡的局限性,本文提出结合帧间差分法和运动估计对Camshift算法进行改进。首先在颜色概率分布图计算中通过帧间差分法加入目标运动信息,实现自动初始化跟踪并排除与目标相似背景颜色的干扰。之后在搜索窗传递过程中预测目标的位置,根据跟踪状态对搜索窗进行调整,以实现对高速运动目标的跟踪。实验表明新算法在目标高速运动、遮挡、和同色干扰情况下,仍能进行有效跟踪。

冬季北太平洋风暴轴的年代际变化特征及其可能影响机制

利用1958—2002年的ERA-40再分析资料,用谐波变换和EOF方法分析了冬季北太平洋风暴轴在年代际时间尺度上的变化特征,并通过回归分析的方法初步探讨了风暴轴年代际变化的可能影响机制。结果表明,在年代际时间尺度上,北太平洋风暴轴有两种主要模态,第1模态是风暴轴在其气候平均位置增强或减弱的主体一致变化型,其年代际变化受到上游涡旋强迫的影响,北大西洋强(弱)的涡旋活动,使得冬季北太平洋西风急流减弱(增强)、变宽(窄)、北抬(南压),同期北太平洋风暴轴活动偏强(弱),黑潮延续体区海表温度有偏暖(冷)的响应;第2模态是风暴轴中东部在气候平均位置南北两侧振荡的经向异常型,与太平洋年代际振荡(PDO)循环的暖(冷)位相相联系,下垫面海温非绝热加热的作用,激发加强(减弱)大气中类太平洋/北美遥相关型(PNA)的响应,引起大气斜压性异常偏南(北),使得风暴轴整体南压(北抬),且中东部向东南(北)方向移动。因此,冬季北太平洋风暴轴的年代际变化不仅是局地波-流相互作用的结果,还应考虑上游涡旋活动和海温热力强迫的作用。

利用动态定位模块Track进行GPS单历元定位研究

在研究GPS单历元定位方法基础上,利用GAMIT GPS数据处理软件中的动态定位模块Track,分别得到了动船的运动轨迹和2011年3月日本地震发生后4个IGS站的位移量。实验结果表明:Track模块解算动态GPS数据能得到清晰的动船运动轨迹;采用TRACK模块解算地震发生时的GPS观测数据能够得到地震后的位移特征,且能有效探测主震发生时间。

热轧带钢终轧温度控制模型的应用研究

为了适应加速轧制时高精度终轧温度控制的要求,在机架间冷却单元的基础上开发了在线自适应、前馈与反馈相结合的在线终轧温度控制模型,并现场测试了机架间冷却阀门的开度和流量曲线。结果表明,该模型对于提高终轧温度控制精度是有效的。

星间天线捕获与跟踪策略

针对中继卫星星间Ka频段和S频段单址链路(KSA/SSA)天线和卫星运行轨道的特点,分析给出了KSA/SSA星间天线的跟踪模式和使用准则。详细分析和比较了方形、六边形、同心圆和阿基米德螺旋线扫描等几种天线扫描捕获方式,给出了适合星间天线使用的天线扫描捕获方式。并对影响链路捕获时间、捕获概率的关键参数给出了选择原则、计算公式和仿真结果。

高速铁路简支箱梁桥准静态变形对车桥动力响应的影响研究

针对高速列车运营阶段简支箱梁桥准静态变形对轨道平顺性的影响而引起的行车安全性问题进行了分析研究。首先建立了车辆-桥梁耦合动力相互作用模型,分析了桥梁准静态变形对轨道不平顺的影响,然后以轨道不平顺作为外部激励,分析了高速铁路简支梁桥在多因素作用影响下的准静态变形对车桥动力响应的影响。分析结果表明:梁体准静态变形对桥梁的动力响应影响很小;梁体徐变上拱对车辆竖向的动力响应影响较大,温度旁弯及墩顶横向变位对车辆横向的动力响应较大;梁体徐变上拱、温度效应引起的梁体旁弯幅值达到20 mm及墩顶变位幅值达到50 mm时,桥梁及列车各动力学参数均在行车安全范围内。