摘要：针对无人机航拍视角下图像目标特征尺寸小且存在背景复杂、分布密集的问题,提出了一种基于YOLOv5的轻量化无人机航拍小目标检测改进算法GA-YOLO。该算法改进了Mosaic数据增强方法和网络整体结构,并增加了微小物体检测头,同时设计了轻量化的全局注意力模块和并行结构的空间通道注意力机制模块,提高了网络的全局特征提取能力和训练过程中卷积通道之间的竞争和合作关系。以4.0版本的YOLOv5s为基准,在公开无人机航拍数据集Vis Drone2019-DET上实验,结果表明,改进后的模型相较于原模型,参数量下降了48%,计算量下降了26%,而m AP@0.5提高了4.9个百分点,m AP@0.5:0.95提高了3.3个百分点,有效地提高了无人机空中视角下对密集型小目标的检测能力。

摘要：将工业机器人自动标定引入制造领域,能够在需要更换执行工具时实现快速标定,提高效率。针对目前工业机器人工具坐标系需要人工操作示教器进行标定的情况,设计了一种基于上位机的机器人磨头工具坐标系自动标定系统。该系统通过上位机软件实现对FANUC M20iA/20M工业机器人磨头工具坐标系的自动标定,包括工具中心点位置标定和工具中心点姿态标定,降低了示教器的介入,减少了标定时间。工具中心点位置标定通过四点标定法求解末端连杆坐标系位姿数据,应用最小二乘法求解磨头工具坐标系位置,采用四元数表示法降低计算量;工具中心点姿态标定保持工具坐标系位姿不变,记录不同标定点的末端连杆坐标系数据,并设计关节运动控制模块、设置坐标系模块和位姿标定线性移动模块。上位机通过Socket与机器人通信联动,发送控制指令,实现自动标定过程控制。仿真与实验结果表明,所设计标定系统能够对磨头工具坐标系实现自动高精度标定,标定精度±0.3 mm,满足实际加工需求,为后续的工业机器人磨抛加工应用奠定了基础。

摘要：针对超高速飞行器多源扰动下高精强鲁棒控制需求,提出了一种自适应模糊超螺旋控制律。首先,给出控制导向的超高速飞行器姿态模型;其次,采用广义超螺旋算法设计控制器,实现滑模变量与跟踪误差的高精收敛;同时,引入高阶齐次观测器估计飞行器复杂扰动,并在控制律中做前馈补偿以提高算法鲁棒性。针对控制增益选取问题,基于模糊算法,通过融合专家经验,建立控制增益与滑模变量直接关联。相较传统自适应方法,该自适应律可实现控制增益快速调节整定,同时兼顾系统响应速度、鲁棒性与抖振抑制需求。最后,以考虑复杂多源干扰的超高速飞行器为对象进行仿真,结果证明了自适应模糊超螺旋控制律的有效性。

摘要：空间注册是手术导航系统获得手术空间与图像空间转换关系的关键步骤。针对现有手术导航系统存在的空间注册过程操作复杂、耗时长问题,本研究提出了一种基于编码散斑结构光的空间注册方法,设计了一种包含不同半径的圆形点阵光斑的散斑模板用于重建手术空间点云,通过与图像空间进行由粗到精的点云配准完成空间注册。实验表明,该方法在提升整体注册效率的同时,保证了较高的空间注册精度,整体注册时间小于10 s,所有靶点的平均注册精度为(0.89±0.08) mm,可满足在手术导航中的应用要求。

摘要：气象年数据是建筑能耗模拟的基础参数。基于10年期城市气象站逐时实测数据制作了湿热地区代表城市广州和西沙的测试参考年(TRY),并通过模拟验证了具有较好的长期代表性。在TRY基础上通过气象参数偏移形成对比模型组,评估各气象要素对建筑能耗的影响权重,结果表明空气温度和太阳辐射对建筑能耗有主导影响,对广州相对影响权重全年均值(***)分别为44.81%和40.62%,对西沙相应值为28.70%和57.11%;相对湿度影响具有季节性,对广州和西沙***分别为11.30%和8.98%;风速影响对广州不明显,对西沙则有一定幅度提高,***分别为3.28%和5.21%。为湿热地区的建筑能耗模拟提供了气象数据支持,为建筑节能设计提供参考。

摘要：针对充气式飞行器只能实现零升力再入、无法进行再入弹道修正的问题展开研究。首先面向充气式飞行器的再入制导采用了一种舱体偏置的总体设计方案,通过舱体质心偏移产生气动配平攻角,从而提供弹道修正所需的升力。然后针对固定偏置量带来的升力大小不可控及升力过剩问题,为提高制导精度,设计了一种通过滚转运动改变升力方向的制导律。为进一步提高该滚转制导律精度,又提出了一种分段再入制导和跟踪参考轨迹上虚拟目标点的策略,并据此修正了滚转制导律,避免计算误差的影响及制导指令的频繁修正。最后,仿真结果表明标称情形下最终制导落点偏差约500 m,并且在叠加多种偏差条件的情形下最终制导精度偏差仍能保持在102 m量级内,所设计的滚转制导律能有效提高充气式飞行器的再入制导精度,并且具有较高的鲁棒性。所提出的面向充气式固定偏置再入飞行器的制导律对于执行机构的要求简单,具有一定的工程应用价值。

摘要：随着我国社会经济发展水平不断提高,人们对高品质城市公共空间需求日益增长。商业街区作为承载商业行为和公共活动的重要场所,其外部空间步行适宜性水平直接影响着街区发展潜力与行人活动体验。目前,国内外步行适宜性相关研究较少以商业街区外部空间为研究对象,且缺乏对具体空间环境的差异性量化表征。结合文献综述与广州地域特色,提出一种中微观尺度下外部空间步行适宜性评价方法,选取5个准则层指标和20个因子层指标构建评价体系,以广州北京路商业街区为实证案例,根据评价指标空间分布和作用范围进行综合量化分析,并针对现状问题提出优化设计策略。以期推动商业街区外部空间实现以人为本的高质量发展目标。

摘要：随着无人机大量应用于铁路线路运检工作,操作人员进行机巡培训成为作业必备条件,但实机训练成本高、风险大。研发机巡模拟培训考试系统,可规范培训操作,减少实机训练失误,降低坠机和设备损毁风险,利于培养技术成熟的铁路线路运检人员。从机巡实际需求出发,基于大视景模拟技术建立虚拟地理场景和铁路线路运行场景,内置机巡必须遵循的技术导则和安全规范,研究巡检培训考试系统,使机巡人员培训不受天气与成本等因素限制,可代替真实的机巡训练,加快人才培养速度,适应铁路发展需要。对参训学员的训练效果进行统计分析和量化评估,提升铁路运维巡检人员的无人机操控水平。

摘要：高速公路的运营和管理优化方案往往需要依据瓶颈段的通行能力制定。由于高速公路瓶颈段交通流特性的复杂性,目前所采用的瓶颈段通行能力通用计算公式受很多假设条件的限制,其精度不高且误差较大。文中尝试构建一种高速公路瓶颈段通行能力计算方法,并进行实测验证。首先,采用无人机航拍和Tracker软件动态识别,获取高速公路分合流区跟驰和换道数据共680组,得到位置、速度、加速度、车头间距等参数;然后,根据获得的交通流参数建立了考虑驾驶人特性的换道规则模型和概率模型,并对经典的GHR跟驰模型进行参数标定;最后,运用分区思想构建了基于元胞自动机理论的高速公路车流仿真应用模型。依据GHR跟驰模型来刻画车辆的加速度需求,并采用车辆换道次数和小时交通量两个指标验证模型的有效性,其中,平均换道次数误差率为12.06%,平均交通流量误差率为3.19%。结果表明,该模型可以有效地计算高速公路分合流区的通行能力,同时也可应用于变速车道长度等道路参数设计。在本研究案例中,对广州市北环高速公路岑村立交段进行交通流仿真测试,模拟其道路线型特征、车辆到达情况和交通流运作机制,得到该区段分流区与合流区的通行能力依次为5456和5253pcu/h,该分流区与合流区变速车道长度的优化设计值分别是125和200m。文中所构建的车流元胞模型可为高速公路分合流区的微观车流仿真和道路参数设计提供科学依据,有利于提升高速公路的服务水平和运营质量。

摘要：人工智能与机器学习技术不断推动各个领域的智能化发展,笔式交互技术的进步使基于草图的计算机辅助设计(CAD)得到了设计和研究人员的广泛关注。现有的CAD概念设计方法没有真正回归纸/笔工具带来的自然交互方式。如何利用人机混合智能的方法辅助并改进现有的CAD概念设计,准确、高效、自然地采集手绘草图数据并生成CAD模型,是目前面临的挑战。鉴于此,首先介绍了CAD概念设计、笔式用户界面、人机混合智能、草图理解的发展情况;然后介绍了典型的CAD工具与相关交互技术;结合现有的技术与问题,提出了一个通用的基于笔式交互的人机混合CAD概念设计框架,并给出此框架的应用场景与实例;最后对笔式交互的人机混合CAD概念设计框架进行分析,为以后的发展方向提出建议。