摘要：综述了国内外自主水下航行器(AUV)在光学和声学2种不同通信定位方式下的编队智能控制方法。首先,归纳了AUV编队的基础模型,这些模型是考虑通信定位约束时智能控制方法设计的基础。其次,针对光学与声学2种通信定位方式,归纳了考虑通信定位约束时的技术难点和智能控制方法,并对研究成果进行了总结。最后,对AUV编队智能控制的发展趋势进行了分析和探讨。可为AUV编队智能控制方法的设计提供参考,对AUV编队的理论研究和工程化应用具有借鉴意义。

摘要：针对红外成像中出现的像差和运动模糊问题,提出了一种基于谱分析的红外成像模糊去除算法。该方法通过对模糊问题的分析,利用红外图像频谱信息构建了模糊函数估计方法,通过数据拟合项和正则项的优化,实现红外图像的模糊去除。实验在运动模糊图像数据集和静态像差图像上进行测试,结果表明:在数据集模糊去除实验上,相比之前的方法,本文方法峰值信噪比(PSNR,peak signal-to-noise ratio)提升了2.01 dB,结果相似性(SSIM,structural similarity index)提升了0.06;静态像差图像在实验室条件下通过短波红外探测器采集,算法在主观上有较明显的复原效果,且针对高通量光学系统成像复原效果更为显著。

摘要：设计了一种轮辐式机器人关节扭矩传感器,主要用于实时监测机器人各个关节处的扭矩,进而利用力矩传感器实现机器人的柔性控制和人机协作。为了研究机器人的扭矩传感器,首先进行了力学分析,确定了应变片的粘贴位置;然后对应变片的变形进行了分析;进而运用有限元分析软件对扭矩传感器进行了材料的选择和本体的优化;设计了信号处理电路;最后利用标定装置对传感器进行了静态标定,通过分析获得传感器的灵敏度、线性度和迟滞等性能指标。

摘要：针对战场环境下无人化救援工作中伤员肢体快速止血问题,设计了一种可安装在救援机械臂末端的刚柔混合止血机械手。该机械手由止血气囊与刚性欠驱动夹爪组成,气囊的柔软特性使得机械手与伤员肢体之间的接触更加安全。在刚性结构的约束下,气囊充气后向中心膨胀,以包裹伤员出血肢体实现压迫止血功能。对机械手进行了运动学、静力学分析,并建立了气囊径向变形的有限元模型,得到气囊在工作状态下的边界轮廓以及接触宽度。同时,以人体四肢为对象建立了止血气囊挤压力的理论模型。此外,对实验样机进行人体上肢、下肢测试,实验结果表明该机械手具有可靠的夹持能力和止血能力,验证了其有效性。

摘要：基于图像识别的变电站现场人员不安全行为监测对于保障电力生产安全具有重要的意义.对未穿戴绝缘手套的识别是安全监测的重要内容,但手部/手套面积小、有效样本数量少、多人场景中未佩戴手套人员难以识别等问题严重制约了识别算法的性能.针对上述问题,本文提出了一种面向绝缘手套佩戴状况检测的小目标检测与匹配算法.首先,针对数据集中有效样本数量少且特征数量严重不平衡的问题,采用颜色变换与图像拉伸等方法对数据集的图片进行数据增广.其次,针对手部/手套面积小导致目标识别率不高的问题,提出一种基于改进YOLOv3网络的检测算法.一方面,对原网络中的特征金字塔结构进行改进,对网络中多层级特征信息进行融合,提升小目标识别精度;另一方面,使用K均值算法分析数据集,获得适合本数据集的初始候选框,进一步提升小目标识别性能.最终,针对目前算法中仅进行手部/手套识别,但在多人场景中难以识别对应的人员的问题,设计了一套手部与人体的关联匹配算法,可以有效的对检测结果进行匹配.实验结果表明:本文提出的算法能够对绝缘手套佩戴情况进行有效地检测,改进的YOLOv3模型的准确率提升了29%,并且经过改进的YOLOv3+分配算法模型的准确率提升了33.43%.

摘要：针对受硬件条件、物体遮挡和背景杂波等客观因素的影响,传感器采集的目标点云具有较强的稀疏性和密度不均匀性,导致分类模型对点云特征的学习效率低、分类泛化能力差的问题,提出了一种基于多级自适应下采样的点云分类模型PointMLP-FD。该模型设计了多个MLP模块作为网络分支,以点云的浅层特征为输入得到每个点云类别维度上的特征表达,之后再根据特征表达进行排序,选择具有更强语义特征的点构成下采样点集。通过过滤背景和与目标相关性低的信息来自适应保留反应目标本质特征的信息。最后分别计算分支网络的损失,与骨干网络并行训练来优化点云特征,减少模型参数。该方法在ScanObjectNN数据集上进行测试,结果表明相较于PointMLP-elite分类精度更高,mAcc提升1%,OA提升0.8%,以更少的参数量接近SOTA模型的性能。

摘要：耐压舱设计是水下机器人的核心技术之一,其极限承载力研究是核心中的核心。针对球壳封盖加柱形壳体耐压舱,现行标准对于初始导入缺陷数值的确定往往过于保守,对于耐压舱体数量较多的无人潜水器来说,过大的设计质量是总体设计所无法接受的。首先采用装配体整体建模策略,建立复合屈曲的受力模型,将三大非线性影响因素同时引入到极限承载力研究中,提升了计算精度。然后分别针对确定性缺陷和非确定性缺陷结构开展极限承载力研究。最后,提出以0.23%的初始缺陷导入尺度作为球壳封盖加圆柱壳体的耐压壳体缺陷导入参数,给出了导入尺度的计算方法,并借助水压试验对上述参数的准确性进行验证。

摘要：设计了一种用于AUV自主回收的捕获式回收机构。以回收过程中声光导引精度及AUV自主航行精度为设计输入,设计捕获式回收机构。研究导向机构开角及导向杆长度对AUV对接受力影响,并分析2种回收机构外形方案对于AUV航行阻力影响。经过仿真及试验验证,回收机构动作成功率大于80%,回收机构对AUV阻力影响小于9%。

摘要：针对Delta机器人图形化编程中的图形轨迹以及仿真验证问题,提出一种Delta机器人图形轨迹算法及仿真验证方法。在分析Delta机器人运动学控制算法的基础上,根据机器人轨迹的复杂性特点,设计Delta机器人的基本图形轨迹算法和复合图形轨迹算法。在机器人算法的验证问题上,利用MFC结合OpenGL混合编程,开发一套Delta机器人的三维动态仿真系统。轨迹仿真实例验证了机器人运动学控制算法及图形轨迹算法的可靠性,动态仿真系统在Delta机器人算法研究方面具有价值。

摘要：直接心脏压缩装置是一种用于增强心脏收缩能力的心脏辅助设备,可直接作用于心脏外表面,不与血液直接接触,避免了感染和凝血等问题。将软体机器人领域中一种扁平气动人工肌肉结构用作直接心脏压缩装置的驱动器。六个扁平气动人工肌肉以仿生的方式被等间距嵌入装置的弹性基底中,气压驱动来模拟心脏收缩生理运动。在20、30和40 kPa的压强下,通过仿真和实验得到不同腔室数量扁平气动人工肌肉的长度位移和径向位移,还通过实验得到不同数量驱动器下装置的容积变化。此外,分析了压强在20~80 kPa时以上指标的变化趋势,以表征装置辅助心脏收缩性能。结果表明:以1 Hz频率驱动时,驱动器及装置整体的收缩性能都随着压强的增加而呈非线性增加,且装置收缩性能随驱动器个数的增加而增加。装置性能变化趋势符合预期,为后续直接心脏压缩装置的设计提供了一种新的思路。