ACL重建手术增强现实导航系统的人机交互技术

为避免人机界面的多余信息给医生带来的“失控感”,以医生在手术中的认知模型为基础,提出了增强现实手术导航系统中的人机交互的准则。针对AR导航界面的多感官信息融合问题,提出基于eGOMS模型的人机交互范式。为客观评价AR导航系统的人机交互可用性,采用层次分析法构建人机交互的可用性评价指标体系,并采用模糊理论对AR导航系统的人机交互可用性进行综合评价。该系统的评价结果为较好,可以进行实际应用。     

基于自学习算法的BCG信号处理方法

针对心冲击描记(BCG)信号中心跳波形缺乏确定模型且受多种因素影响的特点,提出了基于自学习的心跳识别算法.使用聚类分析的方法,有效提取了BCG信号中具有高度相关性的一组曲线,并将其作为心跳模型.将心跳模型与BCG信号进行匹配,捕捉到心跳信号进而得到心跳周期.经实验验证:算法得出的心跳周期误差在±2%以内,并在Android平台上进一步验证了其准确性和实用性.     

无人救援机器人的设计与实现

为了提高救援效率,降低救援人员的风险,对一款全地形车进行改装,设计并实现了一种无人救援机器人。针对车体前端空间狭小,刹车、油门、换挡、转向相距较远,设计一套运动控制结构,将各部分结构集于一体。设计一种救援转移平台,通过遥控操作将伤病员转移出危险区域。在机械结构的基础上设计机器人控制系统并设计搭建远程遥控操作平台。为便于后续自主导航的研究,机器人搭载北斗、激光雷达以及视觉传感器。最后通过远程操作平台控制机器人运动,实验表明救援机器人具有稳定的运动控制能力和良好的救援转移能力。     

基于再生能源的极地漫游机器人研究及现场试验

研制应用于南极地区进行科考,基于再生能源的极地漫游者机器人系统。根据南极地区特有的地形、地面条件、温度、风速等自然条件对机器人系统结构、驱动、控制和能源系统进行分析与设计。为满足在南极冰盖地区持续漫游的需要选择时间分布更为均衡的风能作为机器人能源方案,选择更适合该机器人结构的垂直轴风力发电机系统。为提高机器人能源使用效率而选择轮式驱动结构和轮内电动机方案。设计差动式连杆与可调式摆腿结构,提高其通过能力和平稳性。并赴南极中山科考站进行现场测试,结果表明该机器人对中山站站区附近不同地面条件的适应力较好,对障碍的通过能力满足要求,再生能源系统可为机器人提供稳定的能源供给。但现场试验也暴露出机器人转向模式、能源捕获效率和控制模式上与环境特点不匹配的问题,需要通过进一步研究和试验进行改进。     

机器鱼辅助水下考古实验研究

分析了水下考古对潜器的需求,从速度、机动性、与UUV的对比等方面阐述了SPC-II(Stability first, Propulsion secondary, Control the third)机器鱼水下作业的可行性,提出了基于盘旋下潜的机器鱼辅助水下考古实现方法．这种方法在实际考古中得到验证,弥补了SPC-II无法动力悬停的不足,并为下一步的研究提供参考．     

深切缅怀张启先院士--纪念张启先院士诞辰八十周年学术研讨会

北京航空航天大学机器人研究所是由张启先院士于1987年创建的,是一个集教学、科研和应用为一体的研究基地,是北京航空航天大学“机械设计及理论”全国重点学科的主要依托单位。他在机器人技术领域负责主持了多项国家攻关、国家自然科学基金和863计划项目,取得一批突破性成果,多次荣获国家和部委级奖励。张启先院士培养了我国第一位机构学博士,总共培养出44名博士和博士后。     

基于分层POMDP的智能轮椅行为控制方法

针对部分可观察马尔可夫决策过程(POMDP)模型在智能轮椅控制上的应用因模型参数难以确定而受到限制的问题,将POMDP模型决策过程中的动作空间分成一系列较小动作子集,进而提出了一种基于分层POMDP模型的智能轮椅行为控制方法。该方法综合了动作的不确定性和状态的部分可观测性,通过对环境的观测和信息的采集,得到不确定环境下的最优策略选择,进而选择相应的最优动作,从而提高了动作的执行效率。在室内家居环境下进行的交互任务与导航控制试验以及对实验结果进行的分析验证了这一方法的实时性、有效性和可靠性。     

云制造先从简单处做起

当今，网络通信技术在全球范围内得到广泛应用．这为云制造的落地提供了一个很好的技术环境。另外．由于中国地大物博．行业、区域发展极不平衡．计划性生产与市场需求生产之间结合得还不是特别理想。所以，从云制造的概念来看．它具有了解决这些问题的非常重要的意义和前景。     

仿生振动翼推进器模糊控制实验研究

在水洞中对月牙尾鳍状的振动翼进行了水动力学实验，并讨论了St 数、相对攻角、无量纲振幅、相位 差为涡流控制参数的振动翼仿生推进的涡流控制方法．在尾鳍推进器平台上进行自由航行实验，结果表明，通过模 糊控制方法主动控制振动翼的St 数以及其余涡流控制参数，可以有效地减小平台的功耗，获取更高的游动速度，平 台游动速度最高达1.87 m/s，同时振动翼尾鳍的St 数被控制在0.4 ～ 0.5     

脑外科立体定向手术中标记点的自动检测与定位

用图像处理和计算机视觉技术研究了脑外科立体定向手术中标记点的自动检测与定位,提出了下述检测与定位方法:首先为提高检测准确率设计A、B两类具有特殊纹理的标记,然后,检测B类和A类标记点并基于极线约束搜索缺失的A类标记点,最后进行标记点的双目匹配和三维重建.通过实验测试了该方法的检测准确率和定位精度.结果表明,该方法的标记点误检率为0.08％,漏检率为零,每对图像的平均处理时间小于200ms,标记点的平均定位误差小于0.55mm.该方法简化了脑外科立体定向手术的图像注册过程,而且通过跟踪头部标记点可以在线更新注册.