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高速移动状态下视觉感知技术
研究意义1. 视觉感知是高铁、自动驾驶车辆、无人航行器等自动化设备实现环境感知的重要手段。2. 对运动状态下产生的图像模糊进行复原是计算机视觉领域的重要研究内容。3. 运动模糊对于基于视觉的目标检测算法的检测能力具有显著影响。
研究目标 本研究相机在直线运动状态下前进速度与目标检测算法在产 生的模糊图像上检测能力的关系。通过实验进行具体关系的 研究与分析。对模糊图像应用合适的去模糊算法，观察并分 析去模糊后目标检测能力的变化。
北京交通大学
2023-05-08
超高分辨柔性流场感知系统
与高速飞行的飞机不同，微小型无人机体积小，重量轻，飞行速度低，更容易受到环境湍流的影响，需要高灵敏度的小型气流传感器提供全面的空气动力学信息。如何让微小型无人机像鸟类一样感知和操纵气流一直是航空和传感器领域的难题。
面向微小型无人机的飞行参数测量，北航研发团队研制出一种基于氧化钒的高灵敏度柔性流速传感器，实现了0.11 mm/s和0.1°的超高流速和角度分辨力，实验验证了攻角、侧滑角和空速的多参数感知能力，并完成了微小型无人机飞行速度以及机翼微振动的测量，为微小型无人机提供了低成本、高精度的大气参数传感方案。
该传感器基于量热式原理，由中心微加热器产生恒定温差，四周的热敏电阻阵列测量温度分布，根据热敏电阻阵列测得的温度差准确反映流速大小及方向。采用悬空型隔热结构以及高电阻温度系数材料氧化钒作为热敏电阻以增大传感器的测量灵敏度。在聚酰亚胺基底上通过MEMS工艺加工了总厚度90μm的超薄柔性流速传感器，实现了微小型无人机的曲面贴附功能。经风洞测试，流速传感器的理论分辨力达0.11 mm/s,流速测量重复精度约为测量值的0.5%，响应时间约为20ms。在10 m/s时，流速传感器的最大角度灵敏度为36.7 mV/deg，噪音水平为1.78 mV，根据2σ准则计算出其理论角度分辨力为0.1°。
研究团队已经完成流速传感器工程化样品的制备，并将两个流速传感器装载到一个微小型无人机平台上进行飞行参数感知应用。结果表明平均飞行速度的估计误差低于0.2 m/s。由于流速传感器的高灵敏度特性，它甚至捕捉到了机翼的微振动信息，并与外置IMU模块显示了相同的机翼振动频率。这项研究展示了一种柔性高灵敏度流速传感器，拓宽了流场感知在微小型无人机姿态检测、空速估计以及飞行安全监测方面的应用，为无人机的飞行参数测量提供了创新的设计思路与发展前景。
北京航空航天大学
2024-07-08
面向太空服务机器人感知的多模式微型化人机交互接口技术研究
本课题针对太空服务机器人感知系统开展研究工作，重点研究基于脑电、肌电生物电信号及语音信号的多模式、微型化、智能化的人机交互接口系统，以快速、可靠地提取并识别脑电、肌电、语音信号，将之转换为太空服务机器人的作业任务和动作指令，并通过已开发的服务机器人验证模拟航天特因环境下该系统的可行性，探索多模式人机交互接口技术的实用化方法，为我国出舱活动机器人未来可在载人航天工程中应用提供可行性技术依据。 课题组在系统的研发和测试过程中，同中国人民解放军航天员科研训练中心进行卓有成效的合作，项目所开发的多模式微型化人机交互平台在航天员科研训练中心航天特因模拟环境下进行各项测试。测试结果表明，项目开发的样机已经具备航天特因模拟环境所要求的技术特征。该系统的研发成功，将推动多模式脑机接口技术在航空航天领域的应用。
天津职业技术师范大学
2021-04-10
一种保证阻尼系统特定模态频率不变的方法
本发明公开了一种保证阻尼系统特定模态频率不变的方法，包括如下步骤：（１）确定初始结构的模态频率及附加质量修正的位置；（２）确定弹簧添加在结构的位置信息及期望保证特定模态频率不变的阶次；（３）基于Ｓｈｅｒｍａｎ?Ｍｏｒｒｉｓｏｎ理论推导获得质量和弹簧共同作用下结构的频响函数与质量单独作用下结构的频响函数关系，计算可以获得初始的修正刚度，通过对其取绝对值从而获得实际修正的刚度系数。本发明提供了一种保证阻尼系统特定模态频率不变的方法，通过在结构添加弹簧实现特定阶次的模态频率不变；针对实际工程中的阻尼系统，在质量修正情况下，通过施加弹簧可以有效实现特定阶次的模态不变，在结构设计中具有重要的工程意义。
东南大学
2021-04-11
基于切削激励的机床结构模态比例因子获取方法
一种基于切削激励的机床结构模态比例因子获取方法，包括：选择脉冲切削方式，脉冲切削方式包括铣削、车削和镗削凸台，建立与脉冲切削方式对应的切削力模型，根据切削力模型生成切削参数，并随机生成凸台参数，根据切削参数和凸台参数计算切削力的自功率谱，并判断自功率谱的频宽是否覆盖期望的频带范围，判断自功率谱的能量是否大于一阈值能量，若能量大于阈值能量，则根据所选的切削参数生成数控指令代码，以控制机床加工待切削试件，测量机床的响应信号，并计算响应信号的互功率谱矩阵，根据响应信号的互功率谱矩阵利用最小二乘复频域法计算系统极点以及模态振型向量。本发明能够估计激励力的能量大小，继而从互功率谱矩阵中获取模态比例因子。
华中科技大学
2021-04-11
智能视觉感知交互与脑机交互
基于图像处理和机器学习进行人眼特征提取与分析，建
立基于特征模型与外观模型融合的智能视觉感知机制，并通过
海量大数据分析和建模计算，提出了智能视觉感知驱动的眼动
注视点计算方法，解决了跨设备坐标系空间无缝转换和多用户
标定模型共享等关键“卡脖子”技术问题。此外，提出基于深
度学习的运动想象脑电分类方法，面向人-机器人交互开发了
智能脑机接口与应用系统。
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浙江工业大学
2021-05-06
自然场景视觉感知和大数据分析
"自然场景视觉感知与理解是人工智能的前沿热点，其主要任务是对场景中的视觉要素进行认知，进而推断出其中包含的场景语义。 IMAGINE实验室近年来相继从场景构成分析、场景内容推理、场景结构建模等角度对这一问题展开了系统研究，着重探索了融合先验建模与深度学习的自然场景视觉理解这一问题。"
南京大学
2021-04-10
微创机器人外科及触觉感知
微创机器人外科及触觉感知国家自然科学基金课题 微创外科(MIS)与开放外科手术相比，具有切口小、疼痛轻、出血少和恢复快等优点，广泛应用于胸腹、脊柱、心血管和泌尿外科等领域 微创机器人外科(MIRS)由机器人替代医生操控手术器械，克服医生人为因素带来的风险，提高手术的安全性和灵巧性，改善手术精度和质量 触觉力信息缺失导致过大的操作力和器官组织创伤，是当前微创机器人外科面临的共同问题。项目利用光纤技术，研究微型触觉力传感器及其在器官组织类型和边界鉴定、机器人反馈控制应用中涉及到的一系列挑战性问题。获得的相关理论与技术，有望消除触觉缺失引起的手术风险，提高微创机器人外科手术的精度、稳定性和质量。
北京交通大学
2021-04-13
高速列车非侵入式智能感知技术
本技术采用大数据智能分析算法，处理高速列车运行过程中产生的大量数据，智能辨识高速列车运行状态。以高速列车外部受流装备为对象，从受电弓状态实时感知与能耗分项统计两个角度，展示非侵入式智能感知技术在高速列车的最新应用。
1.受电弓状态实时感知
获取受电弓的原始信号并进行预处理，获取多个原始数据向量；对原始数据向量进行多尺度分解，从每个子频带提取特征量并构建时序特征向量；将特征向量和受电弓故障的分类标记作为特征映射数据，训练故障识别预判机制；以原始数据向量和故障类型分别作为输入输出数据，训练故障识别模型。对受电弓的实时电流信号进行处理，得到原始数据向量和特征向量，故障识别预判模型根据特征向量对受电弓进行故障预判，若有故障，故障识别模型根据原始数据向量对受电弓的故障类型进行识别。实现列车运行状态下，对受电弓进行实时在线监测与故障类型识别，且无需在列车外部及路网沿线另外加装硬件设备。
2.列车能耗分项统计
通过大数据智能分析方法，结合位于电路关键位置部分传感器提供的实时数据，可对动力系统、空调系统、照明系统、厨卫系统、用户交互系统等不同功能模块，提供非侵入式能耗分项统计。统计结果能为铁路管理部门提供参考，优化列车运行管理模式，改进各系统的运行机制，降低高速列车运行能耗。
图1 高速列车受电装置
图2 受流装置故障特征映射及辨识方法
图3 不同功能模块设备的提取特征
图4 不同设备的分项能耗统计
中南大学
2023-03-08
仿生智能感知三维成像技术
围绕无人驾驶、智能制造领域，本项目针对传统机器视觉难以同时兼顾大视场、高分辨、实时性的技术瓶颈，从源头打破常规成像规则，鉴于昆虫复眼具有大视场高灵敏的优势，以及人眼视觉具有变分辨率和冗余数据压缩的优势，将两者相结合，提出一种复合仿生三维成像感知方法，通过突破变分辨扫描发射、多通道并行接收、图像重构与成像感知算法等关键技术，形成了具有体系化的前沿技术成果，研发出了诸如收发探测模块，多通道仿生曲面相机系统、在线光电检测系统等实物成果。核心技术受到国家、省部级项目资助5项。
北京理工大学
2023-05-09