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本項目面向室內外環境下對目標和環境的可靠快速感知需求，突破高性能主動適應的混合穩像、動態目標快速搜索追蹤、智能探索感知的快速地圖創建和定位與場景理解關鍵技術，研制具有高穩定性、寬視野功能的仿生眼樣機一套，可實現快速追蹤動態目標，實現環境三維建模與場景理解，成果將為機器人智能化、自主化導航提供主動感知的新途徑。重點開展如下研究： 1）具有高穩定性、寬視野功能的仿生眼研制 研究仿生眼的結構高動態輕量化優化設計及優化的電機驅動方式，提出眼球各自獨立運動、眼頸協調的關節配置方案，研究多軸關節的實時同步控制，研究圖像傳感器、IMU傳感器及RGBD傳感器的硬件高精度同步方法及GPU加速方法，實現對環境的高精度時間同步視覺感知。 2）高性能主動適應的混合穩像算法 針對圖像抖動模糊問題，研究主動適應的機電混合穩像算法；結合姿態反饋信息通過眼頸關節協調進行適應性姿態調整去除低頻擾動，通過IMU及圖像時間序列進行相機6D位姿估計與濾波消除高頻擾動，實現主動適應混合穩像算法。 3)動態目標快速搜索追蹤算法 針對快速運動的視覺目標，研究基于深度強化學習和注意力機制的目標跟蹤算法；同時研究基于眼頸運動神經回路控制機理的眼頸協調優化視覺伺服跟蹤算法，使冗余眼頸關節實現優化協調運動，實現時間最優快速目標追蹤。 4）智能快速地圖創建和定位與場景理解 針對未知場景，基于雙眼RGB圖像序列及深度傳感器信息，生成仿生眼環境觀測的序列決策指令，實現更優更快的環境地圖創建。實現室外環境三維建模與場景理解。

大范圍骨缺損的修復是臨床上的難題之一。骨支架具有良好的可設計性，是一種有前途的骨修復材料。目前大部分骨支架生物活性差，骨傳導效率低。電信號是調控機體生物活動的主要信號之一，針對骨骼的電活性特點，我們設計研發了一種仿生多孔羥基磷灰石（HA）/鈦酸鋇（BT）壓電陶瓷骨支架。該支架具有中央大孔和周圍放射層板狀孔隙結構，骨傳導性強；可在體內持續提供電刺激，進一步提高骨傳導效率，擴大骨支架修復范圍，生物相容性好，生物活性強。

該項目主要應用于車輛安全輔助駕駛領域，可以在車輛有危險趨勢時及時向駕駛員提供警告信息，減少或避免可能發生的交通事故，也可以應用于車輛的輔助駕駛和智能自動導航領域。該項目利用灰度圖像中道路邊緣處存在的灰度特征、梯度特征作為識別道路的特征，運用群智能算法實現對道路邊界的快速識別，最終得到車輛行駛道路信息。根據道路識別結果，利用前方車輛在圖像中底部邊緣存在灰度特征、方差特征和梯度特征，運用魚群算法實現對前方多車的快速識別。項目采用轉向動力學連續模型，車輛前輪轉角和道路曲率作為系統輸入，根據系統的采樣頻率將連續模型離散化，運用Kalman濾波理論設計狀態觀察器，實時觀測前方車輛側向速度和橫擺角速度，從而獲得車輛運動軌跡，為安全輔助駕駛系統提供準確信息。     該項目對車輛安全輔助駕駛系統提供信息的頻率在5Hz之內。在復雜情況下通過使用本項目研究的系統進行車道識別，其準確率大于95%。該項技術于2009年初成功應用于新疆冰雪災害防護系統的養護車輛智能輔助駕駛系統中，該系統由北京中交國通智能交通系統技術有限公司負責建設，采用該技術大大提高了復雜冰雪環境下道路識別和前方車輛識別的可靠性和實時性，同時增強了在不同光照等復雜環境下的適應性。該技術應用后，有利于避免和減少道路交通事故發生的可能性，保障車輛行駛安全，取得了良好的社會效益。

本設計根據將ZigBee無線技術應用在智能家居上，可實現一種可以監控家庭老人活動狀態的無線傳感器網絡，并通過因特網甚至是手機遠程監控來實現家庭醫療保健這一理念，為構建智能家居系統奠定基礎，通過家庭網關將家庭內部無線網絡和外部廣域網溝通起來。 家庭網關是由家居內部無線網絡ZigBee協調器和PC機兩個部分組成，兩者各司其職，前者主導家庭內部無線網絡，后者通過因特網與外部網絡通信。為實現遠程監控功能提供了可能性。用戶通過家庭網關達到監控家庭ZIGBEE節點的目的。 1、通過內置微型傳感器，監測老人身體狀態，包括站立、躺下、臥倒、慢跑、左側臥倒，右側臥倒，摔倒，緊急狀態這八種狀態； 2、通過ZigBee網絡同時監測多位老人的身體狀態； 3、老人在出現緊急情況時，可通過監測儀實現主動報警； 4、報警信息可通過GSM模塊，以短信的形式發送給老人的監護人； 5、監控中心可以記錄老人的狀態信息，并可顯示狀態發生與持續的時間； 6、監控中心具有事件功能，可向監測儀發送時間提醒消息，提示老人吃藥，添減衣物等； 7、低功耗設計，便于攜帶和使用。

本實用新型公開了一種可感知碰撞的采摘機器人伸縮臂，包括驅動伸縮部分和至少一組碰撞感知部分， 所述碰撞感知部分包括至少一個碰撞片、至少一個彈簧組件和至少一個開關組件；碰撞片設置于驅動伸縮 部分沿軸向的外部，開關組件設置于驅動伸縮部分的端部，彈簧組件的一端固定在碰撞片上，另一端固定在驅動伸縮部分的端部，彈簧組件的高度大于開關組件的高度。本實用新型結構簡單，實現方便，能夠提 高機器人整體的采摘效率和成功率。

本發明公開了一種基于多感知數據融合的人機自然交互系統，包括MEMS手臂跟蹤裝置、視覺跟蹤裝置，以及安裝在操作者的手掌上的力反饋裝置，上述各裝置由PC終端控制，PC終端包括手臂運動解算模塊、圖像處理模塊、力學解算模塊和虛擬場景渲染模塊；虛擬場景渲染模塊根據手臂運動軌跡和手指運動軌跡生成虛擬手臂和手指，力學解算模塊根據虛擬手指與虛擬物體的碰觸信息，計算操作者當前狀態下應得到的期望反饋力矢量；本發明可滿足手臂大范圍運動情況下的手臂運動軌跡的跟蹤要求；其次，可通過圖像信息測量操作者手指的運動軌跡，可精確測量手指上多個關節的角度；再者，可為操作者提供力反饋和虛擬場景的視覺反饋，增強系統的臨場感、交互性。

配電低壓臺區泛在感知解決方案，創新提出“變-線-表”一體化拓撲辨識方法，可實現故障定位和主動推送、戶內外停電責任研判、搶修痕跡化管理、分支線路阻抗監測等創新功能，完整實現中低壓配電網一張圖的解決方案。

本技術成果重點通過研究開放式數據交互技術，在基礎數據支撐平臺層面解決異構交通數據一致性描 述、跨平臺交互等問題；通過研究城市路網多粒度運行狀態分析技術，在交通狀態感知與分析層面解決大 規模路網交通運行狀態多粒度獲取等問題；通過實施中心城市交通狀態感知與分析集成系統開發與實證測 試，實現面向交通管理與出行的多目標多層級交通運行狀態評價。

成果介紹物聯網感知層測試實驗與評估系統是在863主題項目—物聯網安全感知關鍵技術及仿真驗證平臺的資助下完成。仿真平臺為物聯網感知節點部署后的性能提供一個仿真測試和性能評估的環境，其特點是：不需要部署真實的感知節點。通過對物理信道的建模、無線信號特征建模、電源建模和通信環境建模，能夠最大限度模擬真實環境下的感知節點通信過程。仿真的結果是理論值，可以將感知層測試實驗平臺的數據作為系統的初始值，從而提高仿真的精度。其特點和指標：（1）針對實際應用環境配置參與通信的感知節點屬性和參數，即節點建模；（2）建模感知節點的電源模型；（3）根據用戶的需要選擇節點部署的方式，并可以對節點位置、屬性和參數進行手動調整；（4）能夠加載待測的通信協議；（5）能夠根據部署的拓撲圖產生用戶編程模板；（6）理論上，待測節點的數量不設置上限，但隨著節點數量的增加，PC的處理時間將延長；（7）能夠仿真無攻擊或攻擊情況下，網絡的吞吐量、丟包率、延時、數據傳輸的平均路徑長度、平均能耗和網絡的擴展性等性能；（8）該平臺不受具體應用的限制。技術創新點及參數技術原理：針對物聯網感知層設備規模龐大，部署費時費力，以及部署前很難評估系統性能，部署后加載的協議一旦不符合要求，重新加載成本巨大的問題，研發了該平臺。該成果的主要創新性體現在感知設備和環境等物理特征建模、測試內容和方法、仿真過程和結果的可視化顯示等方面，使得開發的系統簡單、易用，測試過程清晰、透明，測試結果可以分類比較。（1）在感知設備和環境等物理特征建模方面 該項目在感知設備部署環境方面，分別對室內環境和室外環境進行建模。針對室外環境，該團隊主要考慮自由空間的情況下，根據設備部署在平坦區域和非平坦區域的不同進行建模；針對室內環境，該團隊主要根據多徑效應、視距是否阻擋以及不同建筑材料（包括：混凝土墻、混領土樓板、天花板管道、金屬樓梯、厚玻璃、木門和隔墻等）對信號衰減的影響進行建模。在電源建模方面，主要是根據不同廠家的5號電池的放電曲線進行建模，由其放電電流、放電電壓和持續時間來確定電源的剩余電量。在芯片建模方面，根據不同的芯片類型，建模發射功率、接收靈敏度、RSSI、發送速率、工作電流和最小工作電壓等主要參數。（2）在感知層的測試內容和方法方面該平臺主要針對感知層需要評價的性能，如：吞吐量、丟包率、延時、平均路徑長度、能耗和連通度等，設計了其測試方法，新增待測性能可以通過組件的方式擴展。為了實現相關性能測試，首先需要選擇設備類型和部署場景，如圖1和圖2所示。然后進行部署，部署完成后，系統會自動產生5類文件，即：.ned文件，定義了感知設備部署后的拓撲結構，如圖3所示；.msg文件，定義了感知設備之間的通信規則，用戶可以根據實際需要進行修改和自定義；.ini文件，設備一旦部署完成后，其id號和位置坐標將記錄在該文件中，設備移動后，該文件對應的坐標值將自動更新；.h和.cc文件，即用戶待測協議的源文件。一旦感知設備部署完成，平臺自動產生這5類文件的初始框架，用戶只需要寫入待測協議的具體代碼，經編譯器編譯后，即可進入測試環節。具體協議的代碼可根據該項目組編寫的編程指南開發，其開發環境與C語言的開發環境類似，方便易用。（3）在仿真過程和結果的可視化顯示方面一旦待測協議編譯完成，平臺即可開始相關的測試，此時，用戶可以根據需要動態選擇不同的參數，進行測試。開始測試時，平臺將同步顯示協議的通信過程，如圖5所示。根據仿真測試結果，不同的協議可以進行性能對比，如圖4所示為不同協議的網絡平均能耗對比。該平臺可以在無攻擊和無安全機制、無攻擊和有安全機制、有攻擊和無安全機制、有攻擊和有安全機制等四種情況下，評估感知層網絡的性能，并將它們的測試結果進行對比分析。國內外同類技術對比：國際上類似的仿真工具有十種左右，如：TOSSIM，OpenNet，NS2和OMNET等，都是針對傳感器網絡開發，不能仿真技術體制不同的感知設備，沒有對設備、網絡和環境等物理特征建模，而且無法接入實體設備，無法進行虛實結合的仿真測試。即使有些工具可以仿真感知層網路，如：TOSSIM，但是只提供TinyOS傳感網絡的仿真環境，無法仿真系統的安全性能，無法動態添加安全策略和安全模型。而NS2、OpenNet和OMNET雖然可以仿真安全協議，但使用復雜，不易掌握，無法進行多安全機制對比，無法接入實體設備。而且，它們仿真的物理層是理想狀態，造成仿真結果與實際存在較大的差異。