关键词： 移动平台   深度学习   同步定位与地图创建   环境感知   自主导航  

摘要： 新冠疫情肆虐全球,环境消毒是阻断病毒传播的首要技术手段,智能消毒机器人的研究具有重要现实意义。设计并搭建了集环境感知和导航于一体的消毒机器人移动平台,对主流的激光SLAM(同步定位与地图创建)算法进行了研究和实现;采用轮式里程计和IMU数据相融合的方法提高了移动平台定位的准确性;为实现移动平台对周围环境的感知和识别功能,提出了一种基于视觉的目标距离监测方法,提高了移动平台在实际工作中的智能化和可靠性。基于所建立的地图进行了移动平台的避障和导航实验,结果表明移动平台能有效、可靠地完成自主导航,满足消毒机器人的移动需求。

关键词： 农业机械   GPS导航   自动转向控制   车速控制系统  

摘要： 农机自动导航技术在国内外得到了广泛应用,是农业机械从机械化向智能化转变,从传统作业模式向新型作业模式的重要转折。以高精度的GPS作为定位传感器,针对农业机械作业场景以及作业特点,对农机自动转向控制方法以及车辆速度控制系统进行了设计和模拟仿真研究实验。

关键词： 電腦導引手術   牙科植體   動態導航系統   準確度  

摘要： 研究目的：利用贋复导向原则将植体植入理想位置，可降低植体相关并发症，动态导航系统已广泛运用於辅助植体植入手术中。动态导航系统使用动态追踪技术，术中可即时同步显示锥束电脑断层（Cone-Beam Computed Tomography, CBCT）影像与术前规划虚拟植体位置，引导手术医师将植体植入理想位置；此技术可简化手术步骤且术中随时更改植体尺寸与预先规画位置。本文针对动态导航系统辅助植体植入的文献回顾，探讨使用动态导航系统的植体植入准确度与临床结果及影响植体位置准确度的相关因素。材料与方法：本文使用透过PubMed资料库，搜寻2006至2023年之动态导航系统文献，包含临床研究、体外研究、系统回顾分析。结果：从1141篇搜寻结果中筛选出13篇。文献回顾结果显示植牙动态系统准确度优於传统徒手植体植入技术，与静态导板系统有相似准确度；比较不同手术方式、完全无牙脊与部分无牙脊、上下颚、不同厂牌等不同条件情况下，准确度皆无显着差异。而在学习历程上，手术医师的手术经验与植体位置准确度有相关联。使用动态导航系统手术与使用静态导板系统手术所花费的时间并无显着差异。根据术後统计，植体成功率高且没有与不理想植体位置相关的并发症发生。结论：动态导航系统辅助植体植入可准确辅助植体植入，是可预测且安全的术式，亦可降低并发症发生率。

关键词： 机载定向能   面对称飞行器   侧向加速度补偿   倾斜角约束   航向角约束  

摘要： 机载定向能武器是未来攻防对抗中获得非对称优势的决定性因素之一。针对定向能载荷对目标有效毁伤要求下的面对称飞行器位置、航向、倾斜姿态等多约束问题,提出一种侧向加速度补偿的定向定姿多约束机动制导策略。描述了机载定向能对地面目标实施打击的任务场景,揭示了定向能载荷约束下面对称飞行器的机动规律及其对位置、航向、倾斜姿态等的约束条件;基于面对称飞行器运动学模型及其位置、定向、定姿等多约束条件,设计了“虚拟导引-定姿攻击”的机动制导策略,协调各约束施加的时间和条件,避免了过约束可能导致的指令解算困难问题。分析了各约束条件之间的耦合关联特性,提出了虚拟导引定向制导机制,引导飞行器沿指定航向飞向目标;在此基础上,提出了基于侧向加速度补偿的定向定姿机动策略,主动产生侧向加速度以实现飞行器动态平衡,保证面对称飞行器能够同时满足并维持定向能载荷正常工作所需要的航向和倾斜角约束,确保定向能载荷拥有充足的照射时间。仿真结果表明,研究提出的基于侧向加速度补偿的机动制导策略,能够满足定向能载荷约束下面对称飞行器的定向定姿制导任务要求,对支撑机载定向能武器的实际运用具有一定的参考价值。

关键词： 混合式惯性导航系统   平台转动控制   坐标系转换关系   四元数  

摘要： 混合式惯性导航系统(HINS)通过误差调制可以有效提高惯性导航系统的独立导航精度。传统三框架HINS平台转动控制算法能够控制旋转平台实现相对参考系(地理系或惯性系)稳定,但在此基础上叠加误差调制转动时会出现奇异点,使得旋转平台无法按预定方案旋转。针对出现奇异点的问题,分析了HINS在不同导航模式下旋转平台在转动过程中相应坐标系之间的转换关系,并以控制旋转平台达到指定位置为控制目标,利用四元数进行控制指令解算,设计了一种基于坐标系转换关系的四元数旋转平台转动控制算法。通过相应的仿真及实验进行验证,结果表明:所提算法避免了计算框架指令角位置信息时出现奇异点,使得三框架HINS能够按预定方案旋转。

关键词： 生命维持系统   尖端科技   向太空   人类智慧   导航系统   人类文明   航天器   探索宇宙  

摘要： 航天器是人类奔向太空、探索宇宙的重要工具,它们让人类突破地球的束缚,拥抱更广阔、更壮丽的空间。航天器是人类智慧的体现,是众多尖端科技(如推进系统、导航系统、生命维持系统等)的集成,是人类文明不断前进的力证。

关键词： 气动舵机   建模仿真   故障分析   “毛刺”干扰  

摘要： 为提升舵机的执行精度,根据一种出口型的制导武器气动舵机工作原理建立舵机放大器、射流管阀、作动筒、反馈电位计等关键部件的数学模型。基于所建立的数学模型进行Matlab/Simulink仿真,验证该模型在频域特性及时域特性的准确性;针对制导弹药靶试过程中气动舵机出现的“毛刺”干扰问题,分别对舵机各关键部件数学模型注入“毛刺”干扰仿真,并与制导弹药靶试遥测数据进行对比分析。仿真结果表明:气动舵机反馈电位计故障可导致气动舵机出现“毛刺”问题,经实际排除后再次靶试“毛刺”干扰得到消除,为后续制导武器气动舵机故障模式分析提供了一定理论基础。

关键词： 水下综合校正   数据回溯   逆向自适应滤波  

摘要： 地形匹配能够提供位置信息,以校正惯性导航系统(INS)。然而,由于水下航行器在深度地理信息特征图可匹配区域内的航行时间通常有限,以及地形匹配提供的位置信息不确定性,这些因素导致可用时长信息段未知,并且误差特性呈现为一种方差变化的高斯分布等一系列问题。针对这些问题,提出了一种基于量测信息性能监测的自适应卡尔曼滤波(MMAKF)算法。首先,基于数据回溯技术设计正逆向自适应卡尔曼滤波;然后,将滤波结果用于校正INS。海上试验结果表明,对于短时段的位置信息,使用提出的MMAKF算法对INS进行综合校正后,无论是位置还是姿态都修正到了基准值附近,从而实现了水下INS的快速综合校正。

关键词： 动态导航系统   牙种植   即刻种植   精度  

摘要： 目的：动态导航系统在种植外科中广泛应用，种植外科手术可以根据植入时机的不同分为即刻种植和延期种植。本回顾性研究的目的是比较动态导航下即刻种植与延期种植的精度，探讨即刻种植对动态导航下种植精度的影响。方法：收集97例病例（男性53例，女性44例），平均年龄(47.14±11.99) 岁，共97枚种植体，其中51枚为延期种植，46枚为即刻种植。通过测量种植体植入三维位置与术前种植计划的偏差，对延期种植及即刻种植的精度进行定量对比评价。选择角度误差、植入点三维误差和根尖点三维误差作为主要观察指标，将植入点的水平误差、末端点的水平误差、植入点深度误差以及末端点深入误差作为次要观察指标。结果：纳入的种植修复体的一年留存率和成功率均为100%，无机械或生物学并发症。整体植入点的三维误差为(1.146±0.458) mm，根尖点的三维误差为(1.276±0.526) mm，角度误差为3.022°±1.566°。延期种植组植入点的三维误差为(1.157±0.478) mm，根尖点的三维误差为(1.285±0.481) mm，角度误差为2.936°±1.470°；即刻种植组植入点的三维误差为(1.134±0.440) mm，根尖点的三维误差为(1.265±0.780) mm，角度误差为3.117°±1.677°，两组间差异均无统计学意义(P值分别为0.809、0.850、0.575)。结论：动态导航下即刻种植的精度与延期种植相似，可以满足临床要求。

关键词： 无人机   飞行控制   L1制导律   自适应双幂次滑模   半物理仿真  

摘要： 针对无人机在高海况下降落时容易受到强风干扰的问题，提出了一种基于改进L1制导律的无人机轨迹跟踪控制器。首先该控制器采用积分滑模与自抗扰结合的控制方法提高了高海况下姿态响应的抗扰性和鲁棒性。然后提出了基于改进L1制导和自适应双幂次滑模趋近律的轨迹跟踪控制器，针对传统L1算法阻尼固定的缺陷进行了控制律优化，通过引入积分项来消除横侧向稳态误差，提高了无人机横侧向控制精度和抗扰能力，并采用基于自适应双幂次滑模趋近律的高度控制方法，改进原有双幂次趋近律并结合自适应项减小了稳态误差和滑模面附近的抖震现象，进一步提高了无人机对强风的抗扰能力。最后搭建了无人机自主降落半物理仿真平台进行仿真实验。实验结果表明：本文提出的控制器可以实现无人机在大风环境下对侧偏距和高度的快速跟踪，有效提高了系统的抗扰性能，从而提升无人机的在海风扰动下海上降落的可靠性和安全性。