摘要：本研究提出了一种基于六自由度机械臂的遥操作人机系统,旨在设计一种不依赖穿戴设备且直观易用的操控方式。该系统使用KinectV1摄像头及UR3机械臂,以Microsoft骨骼识别库作为基本的人体姿态识别方法,通过人体手臂与机械臂关节的映射,实现机械臂实时追踪人体手臂动作的任务。同时,采用非线性模型预测控制(NMPC)算法对机械臂运动控制进行优化,并设定模糊规则来实现NMPC参数的自适应调整。实验结果表明,在NMPC的优化作用下,机械臂在x及z两个平动方向的平均位移误差和3个转动方向的平均旋转误差以及关节角变化量平均误差都有了显著的降低。测试结果也表明,机械臂整体动作跟随效果良好,验证了本文提出的映射规则和运动学模型的准确性,以及模糊NMPC控制器的有效性。

摘要：图像配准是红外与可见光图像融合的关键问题。在实际应用中,场景景深的多变性与红外、可见光相机之间的差异性都会增加多模图像配准的难度。为应对上述困难,提出了一种用于图像配准的自适应混合多项式变换(Adaptive Polynomial Mixture Transformation,APMT),该模型可以准确地描述待配准红外与可见光图像之间形变的全局非线性规律。针对形状上下文特征的缺陷进行改进,设计了高斯加权形状上下文(Gaussian Weighted Shape Context,GWSC)特征,用于从多模图像中提取匹配点集。利用分段优化策略从匹配点集中估计出最优的APMT模型参数,实现全局图像配准。定性与定量实验表明:与同类方法相比,提出的方法(GWSC-APMT)在配准精度与效率方面都有良好的表现。

摘要：本文详细讨论了聚类问题若干算法的缺陷;并设计出一个新的有效算法:首先混合k-均值算法、最邻近算法、最大距离分裂算法构造出初始的启发式搜索算法;在此基础上运用改进的万有引力原理,按非线性的单减指数函数动态改变质量,由引力原理自动吸引质点聚类;计算双目标函数f1,f2,并给出寻优判据得到20个随机测试数据的聚类方案,最后全局优化验证算法不依赖于初始类中心的选择.

摘要：针对(1,2)型非完整轮式移动机器人动态反馈模型,通过状态-输入变换得到相应链式系统,运用终端滑模控制技术和切换控制策略,给出了一个不连续的有限时间状态反馈控制器,并根据有限时间稳定性理论证明了相应闭环系统的原点平衡点是全局有限时间稳定的,改善了现有方法渐近稳定的收敛时耗过长的设计缺点。最后,数值仿真验证了控制方法的有效性。

摘要：针对视觉伺服轮式移动机器人,考虑其非完整约束被破坏情形下的离散化运动学系统,给出了一个离散型的滑模跟踪控制器设计策略,运用Lyapunov理论对相应的跟踪误差系统进行了严格的稳定性证明。最后,仿真算例验证了控制器设计的有效性。

摘要：当今社会的独居老人越来越多,独居老人的监护已经成为一个社会问题。为使独居老人在家发生摔倒时能被及时发现并告知其子女,设计和实现了不受可见光影响、保护老人隐私的基于Kinect传感器的老人摔倒检测系统。使用Kinect传感器获取深度图像和老人的骨骼点信息,通过计算胯骨中心高度以及脊柱中心点的运动速度对老人的动作进行判断。当检测到可能发生摔倒时,对老人进行语音询问,若得到确认立即给老人子女发送电子邮件进行通知。实验结果显示,该系统能够准确检测到老人摔倒的发生并发送电子邮件,同时,老人也可根据语音提示做出相应动作将摔倒警报解除,减小系统误差。