本发明公开了一种基于精细化运动想象脑电信号控制的机械手系统及方法，该系统包括脑电采集装置、计算机和多维度机械手；脑电采集装置包括电极帽、信号发送装置与信号接收装置；电极帽为非侵入式电极帽，直接佩戴在操作者头顶，采集操作者运动感觉区域的脑电信号，通过信号发送装置发送到信号接收装置；信号接受装置与计算机连接，计算机处理脑电信号，并将控制命令发送给所述多维度机械手，控制机械手的两个手爪电机、手腕电机、手肘电机和肩关节电机运动。操作者无需进行肢体运动，只要想象就能使机械手按照操作者的意愿实现抓取物体、搬运物体等功能，可以使瘫痪、丧失运动机能的残疾人重新实现一些基本的生活动作。

成果与项目的背景及主要用途： 目前，为获取开关柜内的绝缘信息，通常进行停电的周期性试验。由于检测 是在停电状态下进行的，因而无法展现绝缘状态在电场、热场和机械应力作用下 发生渐变而劣化的过程，进而不能对开关柜的维护检修提供合理的建议，造成了 大量的人力、物力和财力的浪费，甚至造成误判，形成大的停电事故。为弥补周 期性试验的缺陷，新近发展起来的在线测温技术、在线测位移技术等已在开关柜 中获得应用并取得了不错的效果，但其对测取绝缘材料劣化过程的能力并不令人 满意。而对此类中、低压开关柜局部放电进行监测,可及时发现故障隐患，并对 累积性故障做出预测。通过地电波便携式设备诊断绝缘劣化过程及绝缘故障的有 效性已得到现场试验的证明。通过局部放电的长期观测开关柜设备的绝缘状态， 通过分析局部放电特征量的变化趋势，可以分析出开关柜工作时所处的安全境地。 一旦发现局部放电幅值或重复率发生显著增长，即可确认开关柜中发生较危险的 绝缘故障，需停电进行维修。这样，既为设备的维修提供了有效的参考建议，也 避免了周期性试验的盲目性、信息缺失性和浪费。因此，局部放电在线监测具有 诸多周期性试验无法比拟的优点，成为未来开关柜绝缘监测及诊断技术的发展方 向。 102天津大学科技成果选编 本项目拟开发的基于地电波与超声波原理的局部放电检测装置，与现有产品 相比，具有量程大，信噪比高，连续工作时间长，操作方便等优点。另外，通过 配备无线通讯装置，可实现远程数据状态传送，为在集控中心的数据库建立和历 史数据分析提供帮助。直接收益：做到开关柜局部放电在线监测，实时监控；间 接收益：节约开关柜定期检测所需的人力、物力成本。 技术原理与工艺流程简介： （一）开关柜局部放电及检测方法： 开关柜中的放电现象会严重损害绝缘材料的绝缘性能，从而引起爆炸、火灾 等灾害，因此局部放电现象的检测及预警至关重要。 开关柜中若局部位置出现放电现象时，会产生超声波及暂态低电压，目前局 部放电的检测方法多根据这两种现象实现，做的比较好的是英国电科院通过暂态 低电压监测的装置，但是售价昂贵，且技术不对外公开。 局部放电产生的超声波因为存在时间短而难以检测，杜伯学老师的科研团队 根据超声波现象研制出了局部放电检测设备，采用了 TEV 及超声双传感器设计。 将此设备连接至开关柜，可以实现局部放电监测，并在出现异常时进行危险预警。 此项技术的性能指标已经可以与英国电科院的设备媲美，甚至有部分指标超过了 英国电科院。目前检测装置已经送往国家电科院检测，技术较为成熟，可以进行 产业化推广。 （二）开关柜局部放电在线监测系统： 整个系统包含监测终端、无线中继、服务器三部分。无线通讯方案可选 ZigBee 等通信协议，无线中继包含 485 串口以及光纤通讯接口，若无线通讯受限制，也 可以通过有线方式进行通讯。同时该系统支持 GPRS 通讯，若有多个监测地点， 可以通过 GPRS 实现远程监测。如图 1 所示： 本检测终端可有效监测开关柜内局部放电，具有高精度、高灵敏度、抗干扰 能力强等特点，已广泛用于电力企业的开关柜安全监测系统中。测量结果通过无 线传输，尽可能的减小了对于变电室结构的影响。仪器安装于开关柜外表面，当 开关柜内部发生局部放电时，本仪器可监测到开关柜表面的 TEV 信号并且实现 103天津大学科技成果选编 104 对信号强度的测量；此外放电时产生的超声信号也会被本仪器的超声传感器捕获 并测量其强度。测量的结果经过无线传输至无线接收器及服务器，进行后续处理。 产品具有特点包括：采用新型 TEV 及超声双路传感器；采用无线传输；可 直接安装于开关柜外表面，位置灵活；超声传感器采用分离结构，可灵活安装； 反应迅速；精确度高；传感器密封性好；实时在线检测，远程控制，24 小时无 人值守。 Zigbee 无线接收中继用于接收站内所有监测终端数据，并将这些数据传至 后台服务器。与后台服务器通讯方式为光纤传输或 485 通信，可根据现场情况选 择。 (三) 服务器 后台处理程序及人机界面软件包基于 windows 系统开发，操作简便，容易 掌握。软件包括处理程序及人际交互界面。 显示内容包括：当前监测数据值；历史监测数据值；历史监测数据曲线；历 史报警值开关柜安全状态评估结果。 软件界面根据具体变电站检测规数量及结构而定，可根据用户要求修改主界 面显示参数。 应用领域：智能电网开关柜在线监测 技术转化条件：1000 平米厂房、工作站及相关软件。 合作方式及条件：根据具体情况面议 

 局部放电是高压电力设备绝缘劣化的主要原因之一，局部放电检测，可以在早期发现设备绝缘隐患，为设备检修提供支持。针对目前局部放电均以单一电力设备为检测对象，存在设备利用率低、性价比不高、检测工作量大、效率低的问题，项目提出变电站全站分级检测思想，按照“先初检，发现问题后再精确定位与诊断”，开发了基于传感阵列的局部放电全站检测系统，基于有线信号环的在线监测系统，实现变电站电力设备绝缘状态快速、有效、低成本、少维护、高可靠性地检测与诊断。项目成果申请授权了12项发明专利，在国家电网和南方电网示范安装了6套，获得山东省科技进步奖二等奖一项，上海市科技进步一等奖一项，2015年中国电力科技进步三等奖一项。 一、全站检测与定位系统产品形态

随着现代测试技术的发展，数字化的局部放电检测已经成为IEC与国家标准的要求，其逐步取代模拟式的局放成为可能。本项目所研制的数字化电力设备局部放电测试仪采用FPGA技术与虚拟仪器技术，实现局部放电的视在放电电荷量及其对应的相位、放电次数等多参数的测量。所检测放电脉冲时间分辨率小于10µs；可显示工频周期放电图、二维（Q-φ,N-φ,N-Q）及三维（N-Q-φ）放电谱图，并提供放电趋势分析、历史查询及打印报表等功能，亦可以定时自动启动监测，实现整个监测过程自动化，测试结果可通过网络实现远程通讯。

项目背景：局部放电监测是保障电力设备安全运行的基 础性设备，也是提升电网智能化与信息化的关键装备。目前 局部放电设备大多依赖进口，价格高昂；国产设备在可靠性、 准确性、稳定性等方面远不能满足技术需要。因工业现场局 部放电的特高频、强噪声、高衰减等特点，目前的国产设备 设备还不能从根本上保证电力设备的安全运行，局部放电监 测关键技术仍属于“卡脖子”技术，为实现技术突破、形成 自主品牌、为企业降本增效亟需关键技术突破与科研攻关。 所需技术需求简要描述：1.最小放电量监测不大于 3PC， 检测通道不小于 10 通道，单传感器覆盖检测范围不小于 10 米。2.检测带宽不小于 3000MHz,现场噪声识别率 99%以上。 3.局部放电监测准确度 100%。  对技术提供方的要求:1.具有先进的测控技术及仪器方 案，承担过运行状态监测与安全诊断国家级项目及省级以上 重点研发计划项目。2.所在团队长期从事运行状态监控与安 全诊断方面研究。3.具有工学博士学位或高级工程师职称， 合作方需为国内或区域重点大学，技术方案成熟可靠稳定有 创新思维，不涉及知识产权侵犯。 

该成果提出了变压器局部放电检测的系统的、全面的外部干扰排除方法；提出了变压器局部放电超宽带天线阵列定位新技术；提出了变压器内部局部放电缺陷严重程度的特征参数，进而提出了局部放电缺陷的类型和严重程度的诊断方法，并且设计并实现了相应的自动诊断软件。 研究成果通过了实验室试验验证，并在上海市电力检修公司和福建省十余座变电站得到应用。该成果抗干扰技术的在线检测结果的准确性与过去相比提高了3倍，准确率提高到95%；定位技术误差一般不超过30cm；总体运算时间在秒级，Y型优化阵列准确定位区域比现有的矩形阵列大18倍。 该成果在局部放电缺陷严重程度的诊断方法和预警预测方法方面填补了国内外空白，对放电类型的严重程度识别的准确度达到了93.3%以上。授权发明专利3项，发表SCI、EI论文14篇，并获得2012年福建省科学技术奖三等奖。

本成果属于能源领域里电气工程高电压与绝缘技术学科。在973计划、国家 自然科学基金和重庆市重点攻关课题等共同资助下，开展了SF6气体绝缘装备特 高频局部放电（PD）定量监测（检测）方法与技术研究，解决了最能反映设备内部绝 缘故障特征与程度的PD信号传感、提取、定位和标定等关键科学技术难题，建 立了相应的绝缘故障专家诊断系统，研发的SF6气体绝缘装备绝缘状态在线监测 装置得到广泛应用。其核心发明点为： 1. 发明了特高频PD信号传感技术：创新了特高频传感器展频的附加阻抗匹 配网络、多层屏蔽谐振、非中心点馈电以及复合结构等关键技术，发明了强电磁 环境下采集微弱PD信号的微带与横电磁波喇叭超宽频带特高频复合传感器，检 测频带达到超宽范围（在驻波比为2、增益不小于3dB时，相对带宽为25. 6%）,且 中心频率在500MHz~ 1GHz内可选，并可调节多频谐振点的相对位置以形成抑制 窄带干扰频段的阻带，解决了特高频PD信号监测中的首要技术难题。 2. 发明了抑制强电磁复合干扰方法与技术：率先提出复小波（包）变换需用 复阈值的科学思想，给出了选取复阈值的原则与方法，构建出用于抑制强电磁干 扰的最优复合信息WTRIn序列，发明了用复小波（包）变换抑制强电磁复合干扰的 算法与技术，解决了强电磁环境下监测（检测）PD信号需要抑制白噪声、电晕脉 冲、随机混频窄带及其复合干扰的技术难题，同时建立了抑制干扰效果的综合定 3. 发爵了基于传感器阵列的泰勒遗传PD源定位方法与技术：创新了非平稳 脉冲信号多样本能量相关提取信号时间差的方法和全局搜索PD源最大概率位置 的遗传算法，提出了双曲面定位方程的泰勒优化方法，发明了利用阵列传感器多 样本冗余检测数据融合并逐次修正定位结果的逼近技术，使定位时间差求取误差 为皮秒级，距离误差在厘米级。 4. 发明了特高频PD定量监测（检测）的标定原理与技术：创立了用波形参量 时频域等效定量监测（检测）PD量的标定方法，揭示了PD波形参量与PD量之间 的内在关联，获取了不同影响因素下标定PD量大小的校正实验曲线及解析表达 式，发明了可方便用于实验室和现场监测（检测）的人工注入特高频标准校正波形 与实测PD波形时频域等效定量标定PD量的关键技术。 成果授权发明专利18项、实用新型专利6项及软件著作权1项，发表论文 237篇（SCI收录49篇、EI收录185篇），被国内外同行正面引用2344次。科学 院程时杰、工程院李立涅和杨士中院士等多名同行专家对成果给出高度评价.成果获2013年重庆市科技进步一等奖、2009年重庆市自然科学二等奖。

该成果提出了变压器局部放电检测的系统的、全面的外部干扰排除方法；提出了变压器局部放电超宽带天线阵列定位新技术；提出了变压器内部局部放电缺陷严重程度的特征参数，进而提出了局部放电缺陷的类型和严重程度的诊断方法，并且设计并实现了相应的自动诊断软件。 研究成果通过了实验室试验验证，并在上海市电力检修公司和福建省十余座变电站得到应用。该成果抗干扰技术的在线检测结果的准确性与过去相比提高了3倍，准确率提高到95%；定位技术误差一般不超过30cm；总体运算时间在秒级，Y型优化阵列准确定位区域比现有的矩形阵列大18倍。 该成果在局部放电缺陷严重程度的诊断方法和预警预测方法方面填补了国内外空白，对放电类型的严重程度识别的准确度达到了93.3%以上。

变压器通常采用金属全密闭式结构，现有的放油阀式或接缝式局放传感器受到极大制约，导致灵敏度低、抗干扰效果差，难以实现放电源的准确定位和放电缺陷的有效诊断，严重制约变压器状态评估技术的发展及应用。 本项目结合现代电网变压器精准运维的现场需求，经过7年攻关，攻克了变压器局部放电检测技术的难题，形成了最能反映设备内部绝缘缺陷特征与严重程度的PD高灵敏度传感、PD信号综合甄别、PD源准确定位以及PD准确诊断等关键科学技术，研制出变压器PD检测及智能诊断装置并广泛应用于现场。 授权发明专利15项，实用新型5项；发表SCI论文36篇，EI论文81篇；被国内外同行正面引用1148次，多位业内知名专家给出高度评价。项目成果已转让给数家高科技企业，创造经济效益数亿元；所研制的产品已经在多个大型设备制造厂和福建、北京、河南等两百余座变电站得到应用，成功发现了六十例变压器绝缘缺陷，避免了多起停电事故，社会效益巨大；获2016年福建省科技进步一等奖。

随着视频与图像技术的快速发展，在监控视频中识别特定人物身份有着重要的实用价值。本项目   针对现实场景下，普遍存在的面部遮挡以及拍摄机位和镜头距离变化，而导致传统基于正面人脸的识 别方法的准确率将大大降低，甚至识别错误的问题，提出了一种基于局部分割与融合的算法，应用于 视频分析平台下的特定人物识别，融合多部位识别特征，提高了部分遮挡、多场景和镜头变化下的人 物识别鲁棒性，经充分验证，达到了先进的识别精度，可以满足实际应用的需求。该技术是优化并提 高复杂背景下人物识别精准度的一项核心技术，已申请国家发明专利 1 项。