针对室内复杂环境下导航地图制备问题，提出一种采用图像传感器进行导航地图制备的方法。首先，基于VSLAM技术估计相机位姿，经后端优化后生成环境三维点云；其次，筛选出地面点云，基于随机采样一致性算法得到精确的地面平面方程；最后，投影机器人通行环境区域的点云至二维栅格地图，通过利用贝叶斯方法更新栅格占用状态后，实现室内导航地图的制备。实验结果表明，基于VSLAM制备的室内导航地图精度满足导航要求，且不同于传统激光地图构建方法，地图中包含环境的三维结构信息，在进行路径规划实验中，避免了规划的路径穿过低矮物体及悬空物体的错误。
自主导航 移动机器人 三维点云 栅格地图 随机采样一致性 贝叶斯方法 autonomous navigation mobile robot 3D point cloud grid map random sampling consensus Bayesian method
火箭军工程大学控制科学与工程系, 陕西 西安 710025
为了提升动态场景中视觉里程计的稳健性和精确度,提出一种基于运动物体检测的立体视觉里程计算法。首先,建立考虑相机位姿的场景流计算模型,用于表示物体的运动矢量。其次,提出构造虚拟地图点的方法,一方面结合场景流进行运动物体检测,另一方面使运动物体在图像中占比较大时仍有足够匹配点对用于位姿估计。最后,通过局部地图点及虚拟地图点与当前帧特征点的匹配结果,构建考虑虚拟点的非线性优化模型进行相机位姿估计,既保证静态地图点不与运动物体的特征点形成错误匹配,又避免因有效匹配点对过少而导致视觉里程计失效。数据集实验和实际场景在线实验结果表明,本文算法提升了视觉里程计在动态场景中的稳健性和精确度。
机器视觉 立体视觉里程计 动态场景 运动物体检测 场景流 虚拟地图点 光学学报
2017, 37(11): 1115001
针对ICP算法在帧间配准中对初始值依赖性大的问题,提出了一种新的由粗到精的帧间配准改进ICP算法。算法通过泰勒展开简化相机位姿模型,利用求和思想建立粗配准模型,提高粗配准效率,运用SVD分解进行求解获得相机位姿粗估计,利用ICP算法进行迭代求解以提高算法精度。在特征提取与匹配阶段采用了预设双阈值策略,既保证了粗配准的精度,又确保ICP算法有足够的对应点。与ICP算法及现有改进算法RANSAC-ICP进行比较实验表明,该算法有效解决了上述ICP算法存在的问题,能达到与RANSAC-ICP算法相当的精度,且配准速度显著提高。
帧间配准 特征提取与匹配 frame-to-frame registration feature extraction and matching ICP ICP SVD SVD
针对特定领航者模式的多机器人系统稳定性问题, 提出了一种基于一致性的编队控制算法。考虑系统的各个状态都能够收敛到期望的定常相对值, 利用Lyapunov稳定性理论和矩阵理论, 推导出了该类方法使多机器人编队系统达到一致的充分条件, 得到设计该条件下系统一致性协议的约束。随机设置了特定领航者模式的通信拓扑关系, 利用上述推导获得的充分条件, 进而对该算法收敛性进行分析, 并针对该模式给出一个满足条件的算法。数值仿真验证了所提算法的有效性。
编队控制 领航者模式 稳定性分析 多机器人系统 formation control leader mode stability analysis multi-robot system
1 第二炮兵工程大学,西安 710025
2 中航飞机股份有限公司研发中心适航技术所,陕西 阎良 710000
惯性参数未知将导致空间机器人系统的模型不精确，使得常用的关节运动轨迹跟踪控制方法失效。针对该问题，提出一种基于自适应模糊算法的关节运动轨迹跟踪控制方法。基于模糊系统的万能逼近特性，利用参数自适应调节方法在线辨识空间机器人系统模型，解决空间机器人不具有惯性参数的先验知识和惯常线性性质的问题；设计自适应模糊控制器，实现对双臂空间机器人系统的关节空间轨迹跟踪控制；通过构造李亚普诺夫函数证明了该模糊控制系统的稳定性。数值仿真实验结果验证了所提控制方案的有效性。
自适应模糊控制 惯性参数未知 双臂空间机器人 万能逼近特性 adaptive fuzzy control inertial parameters unknown dual-arm space robot universal approximation property
针对常规增量式Graph SLAM算法的后端优化无法高效排除错误闭环影响的问题，基于iSAM算法和SC算法，提出一种鲁棒闭环的增量式Graph SLAM算法R-iSAM。R-iSAM在增量式过程中对当前时刻引入的闭环约束的转换变量进行初步近似计算，得到合理的机器人节点位姿。在离线式过程中对当前时期的所有闭环约束转换变量进行精确计算，判断当前时期闭环的正确性，并作为以后优化节点的基础。对公开的数据集进行的算法实验表明，在添加不同类型、不同数量的错误闭环条件下，所提算法对不同数据集具有良好适应性，且收敛速度满足增量式SLAM实时性要求，证明了算法的有效性。
同步定位与地图构建 图优化 鲁棒闭环 增量式 simultaneous localization and map construction graph optimization robust close-loop incremental
北京交通大学 发光与光信息技术教育部重点实验室， 北京100044
利用微波对基于poly(3-hexylthiophene) (P3HT)和［6, 6］-phenyl-C61-buytyric acid methyl ester (PCBM) 的体异质结太阳能电池进行退火处理，提高了器件的效率。使用的微波频率为2.45 GHz，当处理时间为10 min时，获得的短路电流为9.13 mA/cm2，开路电压为0.63 V，能量转化效率为3.21%，其性能参数完全可以与普通真空干燥箱退火相比拟。研究了微波对活性层的作用，从微波退火处理后的UV-Vis吸收谱和SEM图发现，微波退火主要改善了活性层的粗糙度，提高了相分离程度，有利于激子在界面处的解离和载流子的传输。
聚合物太阳能电池 微波退火 polymer solar cells microwave annealing SEM SEM
1 中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广东 广州 510275
2 华南理工大学化学系, 广东 广州 510641
3 中山大学化学与化工学院, 广东 广州 510275
采用稳态和时间分辨的瞬态光谱技术对比研究了一种Corrole化合物5, 10, 15-三(五氟苯基)Corrole(F15TPC)和一种卟啉化合物5, 10, 15, 20-四(五氟苯基)卟啉(F20TPP)的光物理特性。结果表明：F15TPC的B带吸收峰较宽而F20TPP的强而窄, F15TPC的Q带有两个吸收峰而F20TPP有四个。F15TPC的荧光量子产率为0.15, 荧光寿命为4.8 ns, F20TPP的荧光量子产率为0.05, 荧光寿命为11.1 ns; 与F20TPP相比F15TPC具有发光效率高、荧光寿命短的特点。F15TPC具有较大的发光速率常数和无辐射跃迁速率常数, 这可能是由于F15TPC少了一个氟代苯基, 致使其发色团本身的电子结构发生变化所致。另外空间结构的不对称性和非共面性也对其光物理性质有影响。
超快光谱学 光物理特性 卟啉
1 华中科技大学,机械学院,武汉,430074
2 华中光电技术研究所,武汉,430073
3 武汉船舶设计研究所,武汉,430064
介绍基于SOPC设计非致冷红外焦平面热成像电路单元的方法,并对电路的结构进行了分析.
FPGA器件 非致冷红外焦平面阵列 成像电路 SOPC system on programmable chip field programmable gat
1 华中科技大学,武汉,430074
2 华中光电技术研究所,武汉,430073
3 武汉船舶设计研究所,武汉,430064
从跟踪性能、计算的复杂性以及应用范围等方面对红外与电视传感器的三种融合模型进行了比较,得出了来自同一平台上的红外与电视传感器的数据,在各传感器没有自己的数字处理机的情况下,点迹融合模型较其余两种模型实用的结论,在点迹融合模型的基础上,用极大似然融合算法对点迹进行融合处理,在理论上证明了该算法用于此种模型能提高目标状态信息的估计精度,降低测量误差.并给出了本算法用于此种模型在计算机上的仿真结果,从实际应用上进一步说明?吮舅惴ǖ挠行?最后利用卡尔曼滤波实现了红外与电视机动目标的跟踪.
航迹融合 融合跟踪 点迹融合 极大似然算法 仿真 卡尔曼滤波 track fusion fusion tracking measurement fusion ma
