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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
白煜 李香萍 张雨菡
该文面向本科实践教学，以静态手势识别为目标，利用机器学习开发了机器视觉实验项目。在实验的算法设计部分，分别利用支持向量机和卷积神经网络实现了两种手势识别算法。文中详细介绍了两种手势识别算法的原理、特点和流程。在实验的算法验证部分，详细介绍了利用Python语言、编译环境和数据集实现算法仿真的方法。仿真结果显示，两种算法均可有效识别多种静态手势。该实验项目包括任务分析、算法设计、算法优化、编程实现、结果分析等环节。通过本实验的训练，有助于提升本科生在智能图像处理领域的实践能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘恒 黄晓钰 吴朝阳 谭智强
设计了一种手势识别系统。测试时,手放在覆铜探头正上方亚克力板上,手和覆铜探头形成间距不变的电容,不同手势对应的电容正对面积不同。由于工频和随机热噪声的存在,采用卡尔曼滤波算法对传感器读取的值进行滤波,在归一化后的有限手势特征样本的支撑下,在单片机上完成BP神经网络训练。实验测试表明:在指定极板间距下,系统对任意测试者的猜拳和划拳手势识别正确率在95%以上,识别响应时间小于1 s,新测试者的手势特征训练时间小于1 min。
关键词：
手势识别 覆铜探头 卡尔曼滤波 神经网络
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
龚树凤 方一鸣 施汉银 闫鑫悦 吴哲夫
为了实现基于雷达传感器的人机交互，设计了一个基于深度学习的毫米波雷达手势识别实验。首先，该实验基于77 GHz的FMCW雷达，采集人体手部动作回波数据，并对回波数据进行帧差预处理，再利用多维FFT算法构建距离-速度-角度联合的多维特征融合数据谱图。然后，调用MATLAB中的深度学习工具箱，基于典型的VGG16网络，搭建了适用于多维特征数据提取和动作识别的3D-VGG16-NET网络。实验结果显示，该网络算法对手势的平均识别准确率达到99.38%。
[期刊] 工业工程与管理
[作者]
李英姿 张晓冬 张硕 张志强
设计人员和技术资源的特点使得产品设计项目优化调度建模及求解的复杂性大大增加。首先对产品设计项目中的三大主要要素的属性进行了深入地分析,并提出了任务-人员-资源匹配度的评价指标和计算方法;其次,借助多模式资源受限问题的思想,将设计人员和技术资源分别考虑,并将设计人员、技术资源和设计任务三者的匹配度以及技术资源强度引入到调度模型中,建立了针对产品设计项目的多模式资源受限调度数学模型;最后,设计了一种双层单亲遗传算法,实现了对模型的求解,得到了工期最短目标下最优的任务、设计人员、技术资源调度方案。案例分析结果表明,基于人员-任务-资源匹配度的多模式优化调度模型充分体现了设计项目的特点,有利于人力资源...
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
汤知日 常胜
设计了一个在FPGA上能完整实现神经网络的机器学习实验。该神经网络可实现简单的图像分类功能,并可进一步改变网络的规模及分类数,以探究神经网络在FPGA上实现的手段和优势。此实验不仅使得学生有效学习和掌握了软硬件设计操作流程,更让学生对机器学习和神经网络的概念有了更加深入的认识。在课程教学实践中应用效果良好。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李寿杰 宋华军 兴雷 李郑 刘东凯
设计了一种基于机器视觉和步进电机快速控制系统的气冰球机器人实验教学系统。该系统利用高速摄像头对气冰球的运动图像进行采集和透视变换,对变换后的图像使用HSV颜色阈值分割,利用去噪点、Hough变换轮廓检测等算法得到气冰球的中心坐标。为了控制机械臂对气冰球的撞击,并减少系统响应时间、提高反应速度,使用轨迹预测和碰撞分析算法对气冰球的运动轨迹进行了建模。还针对步进电机丢步问题,提出了位置矫正算法。最后,对气冰球机器人的反应速度和轨迹预测精度进行了分析。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王攀攀 张阳 童志刚 徐瑞东 许允之 韩丽
针对信号处理故障检测方法难以自动辨识故障类型的问题,提出了一种基于机器视觉的感应电动机故障识别方法。首先利用Park矢量法分析电机的三相电流,获取矢量轨迹图;然后将方向梯度直方图与支持向量机相结合实现图像的特征提取和分类,进而达到电机故障自动辨识的目的。在Maxwell和Matlab的仿真环境下,设计了多种故障电机的模型和相应的仿真实验方案,实验结果表明:该文所提方法不但可行,同时其故障识别率高达100%。在此基础上,搭建了实物实验平台,进一步验证了所提方法对电机故障的高识别率。整个方法的研究和验证过程在教学中可加深学生对电机原理、信号处理以及人工智能等相关知识的理解,提高他们的学习兴趣和理论联系实际的能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
钟志 郑云天 张扬 孙岩 王霖郁
以水下目标三维重建为研究背景，提出了一种基于单目视觉的水下目标三维重建实验设计方案。首先在无需提前对相机标定的情况下，通过单目相机围绕水下目标物体进行多角度旋转拍摄，产生初始图像输入集；然后针对水下图像色彩失真和对比度低等情况导致的图像特征点提取数量减少和误匹配率较高等问题，利用所提出的融合色彩信息的特征匹配SIFT-HC方法，使用双峰分布函数最小化像素之间的灰度差异和像素之间的色彩对比度，获得待匹配的灰度图像，在此基础上采用海灵格距离作为相似性度量方式进行特征匹配，以有效保持原始图像色彩对比度，提升相邻图像有效特征点的数量，同时剔除误匹配点对，提高特征点匹配率；最后对三维点云进行重构，有效地对目标物体表面细节进行还原。实验结果表明：该实验设备简单，无需提前对相机进行标定，针对水下图像色彩失真等情况能够有效恢复目标物体的三维结构及表面细节特征。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张乾 肖永菲 杨玉成 余江浩 王林
为便于汽车驾驶员在室外停车场中寻找可用空车位,基于以数据采集、图像处理和目标检测等过程的计算机视觉,开发了室外停车场车位检测实验。该实验将Haar-like特征描述和车位中颜色能量变化作为判别模型的数据输入,选取随机森林作为车位可用状态的判别模型。通过在国际公开数据集PKLot上进行实验,对可用车位的检测准确率的均在91%以上;在自建的GZMU-LOT上进行实验,可用空车位的检测准确率达92.21%。
[期刊] 工业工程
[作者]
曹俊 熊中楷
居民的垃圾分拣水平直接影响垃圾分拣企业后续处理的成本和效率。为了提高居民的前期垃圾分拣水平,本文基于静态效用转移机制,探讨了单个垃圾处理企业和多位居民之间的供应链协调问题。研究表明,静态效用转移的激励机制可以促使多位居民提升垃圾源头分拣水平,实现供应链协调。
关键词：
垃圾分拣水平 静态效用转移 供应链协调
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张倩 朱美强 王惠 代伟 李海港
该文针对透明物体的抓取问题，进行了机器人抓取综合性实验设计。提出了基于几何约束的透明物体深度补全算法，研究了基于Deep Learning的深度补全，利用语义分割图对输入数据进行预处理，联合表面法线和遮挡边缘作为几何约束来预测缺失的深度值；选取基于RGBD(red green blue depth map)信息融合的抓取检测网络GR＿ConvNet对透明物体进行抓取检测。实验数据表明，Trans Lab算法体现出较好的抗干扰能力，能够很好地突显所有物体的形状和轮廓，利用补全后的深度图进行训练的模型精度更高。通过该实验设计能够帮助学生理解深度补全、语义分割等基本理论和方法，培养学生将理论联系实际的能力和对科学研究的兴趣。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张倩 代伟 朱美强 张坤 王军
针对机器人抓取问题进行了综合性教学实验设计，提出了基于物体点云信息的机器人跟踪抓取方法。通过阈值处理保留运动模糊光条中亮度较高的部分，改善了运动模糊情况下光条区域提取困难的问题；利用特征直方图对不同物体的点云进行特征描述，实现了由未知的点云信息查询得到实际的抓取位置的目标；采用基于位置控制的优化算法实时更新跟踪路径，完成抓取操作。通过该完整的实验设计能够帮助学生理解激光三角法、点云信息、位置逼近等基本理论和方法，培养学生理论联系实际的能力和对科学研究的兴趣。
关键词：
三维点云 激光条纹 抓取 教学实验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
罗晶 陈金海 彭志轩 李杰 伍万能 周广兵
针对工业机器人成本高、开源性差和维护困难等问题，设计了一种基于机器视觉的机器人抓取实验系统。该系统利用机器视觉、深度学习和路径规划等技术对目标工件进行识别、定位，并完成抓取任务。机器人系统在结构设计上采用串联结构，利用无刷直流电机作为机器人关节的驱动机构。为了解决工件识别与定位问题，利用Pytorch框架下的深度学习模型，对工件图像进行处理，并利用YOLOV3算法对工件进行识别；基于机器人操作系统（ROS）实现机器人6自由度的运动学求解与运动规划；完成了系统总体与软硬件设计，并验证了机器人抓取试验系统的有效性。该系统具有成本低、灵活性好和高可靠性等优点，软硬件完全开源，便于日常实验和教学，提升了学生的动手能力和创新能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
宋亚男 陈海辉 徐荣华 宋子寅
基于嵌入式系统完成了机器人声源定位系统的设计,设计了麦克风阵列和采集电路,并基于互相关函数估计时延法的机器人声源定位算法,实现了机器人声源定位;设计并实现了机器人声源定位演示实验和机器人声源定位半开放实验,实验效果达到预期实验设计的目标。
关键词：
声源定位系统 机器人 实验设计
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
冯建文
设计了一个基于FPGA的多周期CPU实验,并将有限状态机应用于模型计算机的设计与实现。模型计算机基于MIPS处理器,含8条典型指令。给出了多周期CPU的数据通路与指令流程图,并按照有限状态机的设计方法,完成了状态转移图的设计和HDL的程序描述。实验不仅使学生掌握有限状态机这一重要的数字系统设计工具,同时也有助于学生加深理解"计算机就是一个有限状态机"的概念。在课程实践应用中教学效果良好。
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