摘要：鉴于绳驱动连续体机器人独特的柔顺性使得其骨架变形难以通过传统的刚性传感器测量,另一方面,基于分段常曲率假设建立的运动学模型开环控制存在位置精度低的问题。本文以模块化设计的绳驱动连续体机器人为研究对象,利用了一种弹性磁电应变传感器并建立了多元回归模型实现机器人形状感知。通过一种运动空间映射方法实现了机器人柔性臂在三维空间内的闭环反馈控制。最终搭建了机器人样机平台并进行实验验证。结果有力地证明了基于柔性传感器的反馈控制方法的可行性和准确性。

摘要：为满足当前γ相机对高分辨率、低成本、小型化探测器的需求,提出了采用硅光电倍增管(SiPM)耦合GAGG:Ce晶体阵列的方式代替传统的位置灵敏型光电倍增管(PSPMT)耦合晶体阵列的方式以构成新型γ相机探测器,并设计了均匀电荷分配电路(SCDC)和阻抗电桥电路作为探测器的读出电路,同时设计了前沿定时电路作为数据采集触发电路。实验结果表明:当温度为25℃、探测器供电电压为28.5V时,该探测器在511keV射线的激发下,散点图的峰谷比高达3.84,对511keV和662keV射线的平均能量分辨率分别为10.63%和9.71%,具有较好的分辨性能。

摘要：在轮毂磨抛机器人系统中,由于轮毂形状各异且表面结构复杂,传统的接触式传感器不适用于磨抛初始点的对准。因此提出一种基于视觉的轮毂初始点对准方法。整个初始点对准过程包括三个阶段:第一阶段采集轮毂图像,得到轮毂中心坐标与螺栓孔中心坐标。第二阶段,根据多个螺栓孔中心坐标与轮毂中心坐标,计算出当前轮毂磨抛点到目标初始点所需的旋转角度。第三阶段,基于模糊控制算法,设计对准控制器,以实现初始点对准控制。通过实验对所提出方法的有效性和精度进行了验证,实验结果表明轮毂磨抛初始点对准的方法是可行的。

摘要：设计并实现了一种并行循环移位比较的帧同步方式,将其应用于传输速率为2.5Gbit·s-1的大气激光通信脉冲位置调制(PPM)系统中,论述了该帧同步的工作原理,并分析了其同步性能。采用特定帧头同步序列提高了系统对大气信道帧同步的容错能力,在信道状态变差时通过适当减小检测阈值可保持较高的同步概率。理论及仿真结果表明,该同步方案可在高速PPM光通信中实现帧同步,对应于大气信道3种不同的情形,检测阈值分别取14、7~9、10~13时可使系统保持较好的工作性能。

摘要：基于光学系统对跟踪探测的影响,结合仪器功能,提出了一种基于胶合透镜减小跟踪偏移量的方法,实现了对飞秒激光跟踪仪跟踪光路的优化;改进了准直扩束光路,细化了光学系统,分析了优化后光学系统在接收功率和杂光方面对跟踪探测的影响机理。基于优化的光学系统设计,搭建实验系统进行了探测实验。实验结果表明,补偿后的跟踪探测精度可达3μm,这满足仪器精密跟踪要求。

摘要：提出了一种易于硬件实现的星上遥感图像实时压缩算法,在分析了线性预测器和非线性预测器设计方法的基础上,提出了一种线性预测与非线性预测相结合的预测方法,该算法实现简单;为了验证算法的性能,利用文章算法,对获取的遥感图像进行了试验验证,无损压缩时,压缩比达到1.9;2倍压缩时,PSNR达85dB以上,满足星上压缩要求;结果表明,算法易于硬件实现,适用于星上遥感图像实时压缩。

摘要：现有的基于磁共振测量的嗅觉刺激器,通过调节嗅剂液体浓度的方法可以实现不同浓度的嗅觉刺激,但随着实验进行,受到嗅剂挥发以及实验环境(温度、湿度、气流量)变化的影响,很难确保输送至鼻腔的嗅剂气体浓度的稳定性,进而影响实验结果的准确性.本研究对本实验室前期开发的嗅觉刺激装置进行改进,实现了气体浓度精确定量.改进后的嗅觉刺激器主要分为三个部分:控制系统、反馈系统和气路系统.控制系统主要实现气路系统的送气控制和嗅剂气体浓度调节;反馈系统则负责对气体浓度进行测量;气路系统则在原有基础上添加活性炭装置,降低无关因素干扰.装置改进之后,不同气路切换时间为75.2 ms,比原装置减少了1 s,有效提高刺激精度.实验结果显示,气体浓度调节前,300 s内乙醇、吡啶、乙酸戊酯嗅剂气体浓度分别下降6.7%、71.4%、79.2%,嗅剂气体浓度短时间内发生较大改变.加入气体浓度调节功能后,当气体浓度下降至目标浓度的90%时,可通过调节气泵电压改变嗅剂气流与空气气流比例,从而调节嗅剂气体浓度至目标值,其中吡啶、乙酸戊酯用时13 s.

摘要：为搭建可用于磁共振环境下的自动控制嗅觉刺激器,本文根据刺激装置搭建的通用要求和实验室已有装置的性能提出了改进需求和系统整体设计方案.刺激装置分为控制系统与气体输送系统两部分.控制系统的软件部分基于LabVIEW平台编程,采用了虚拟仪器方案,提供可输入刺激序列的人机界面,并根据不同的刺激需求来控制电磁阀动作,以切换不同气路.气体输送系统由4条可变支路和1条恒流支路组成,其中的3条可变气路由洁净空气分别通过装有不同气味液体的洗气瓶来产生3种刺激气味.系统搭建完成后,使用霍尼韦尔AWM43600空气流量传感器测量了系统气体流量波动率为0.3%,同时测得不同刺激气路切换时的切换响应时间为1.07 s.最后使用该刺激装置对8名被试进行嗅觉刺激的同时进行功能磁共振成像(fMRI)实验,实验采用了乙醇、吡啶和乙酸异戊酯3种刺激气味,fMRI图像结果显示被试的嗅觉受到刺激后,丘脑、杏仁核、梨状皮质、眶额皮层等嗅觉相关脑区激活.以上实验表明,本文搭建的指标可量化的刺激器更能满足嗅觉fMRI实验的要求.

摘要：生物测量在眼科疾病的诊断和治疗中越来越重要,对儿童和青少年的眼轴长度进行监测有助于预防和治疗近视及其引发的眼科疾病,眼轴参数的准确测量也是影响眼病患者术后视觉质量的重要因素。为了测量眼轴参数,本文研究了基于时域低相干技术的眼轴测量方法,研制了高精度、非接触式眼轴测量的原理样机,并开展了相应的实验研究。利用低相干干涉技术与长相干干涉测距技术结合的方法,采用时域的机械扫描方式,搭建一套光纤型低相干层析测量系统。通过对标准透镜厚度和镜面间隔的测量实验,重复测量精度优于0.3μm。最后对鱼眼眼轴参数进行测量,清晰得到鱼眼的角膜、晶状体和视网膜等结构。实验结果表明,该系统的稳定性及重复性均能达到设计要求,可以用于动物眼轴参数的测量。

摘要：无自旋交换弛豫(SERF)原子磁力计是当前灵敏度最高的磁场测量传感器,具有广泛的应用前景。而小型SERF原子磁力计易受到地磁环境及内部元件剩磁影响,需对磁力计周围剩磁进行补偿,使其工作在近乎零磁场环境下(<1 nT),以实现高量灵敏度测量。对此,文中基于现场可编程门阵列(FPGA)设计开发了单泵浦光小型SERF原子磁力计三轴静磁场主动补偿控制电路,通过对原子磁力计三轴线圈施加直流扫描磁场,快速准确实现了-60~60 nT三轴磁场同步补偿。测量轴方向平均补偿精度分别达到0.12 nT和0.25 nT,泵浦光轴方向平均补偿精度达到0.36 nT,可满足小型SERF原子磁力计高灵敏测量要求。