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用于机器人操作的虚拟水下浮动操作系统
本文提出了一种基于并联和串联机器人平台的虚拟水下浮动操作系统 (VSFOS)。其开发的主要目的在于以更简单、更安全的方式进行模拟水下操作实验。该 VSFOS 由一个六自由度 (6-DOF) 并联平台、一个 ABB 串联机械手、一个惯性传感器和一个实时工业计算机组成。6-DOF 平台用于模拟水下航行器的运动，其姿态由惯性传感器测量。由实时工业计算机控制的 ABB 机械手作为操作工具执行水下操作任务。在控制系统架构中，开发了软件来接收惯性传感器收集的数据、进行通信和发送指令。此外，该软件还显示机械手的实时状态。为了验证所提出的系统，进行了两项实验来测试其性能。第一个实验主要测试VSFOS的通信功能，第二个实验主要测试机械臂跟随并联平台运动，在空间中执行模拟操作任务，两个实验的结果证明了VSFOS的有效性和性能。
优雅降级：机载监视雷达...
基于有源电子扫描天线 (AESA) 的雷达具有“优雅降级”这一理想特性。此类雷达使用小型化发射-接收 (TR) 模块，少数模块故障不会导致任务失败。例如，在基于 AESA 的地面 MTI 雷达中，少数模块故障不会影响阵列性能。在这种情况下，静态地面杂波以零频率为中心，没有与运动相关的多普勒频移。然而，在机载 AESA 雷达中，由于平台运动和杂波通过天线旁瓣泄漏，地面杂波具有与角度相关的多普勒频率。因此，天线旁瓣电平决定了要针对其执行目标检测的旁瓣杂波。检测性能受信号与干扰加噪声比 (SINR) 控制。对于机载监视雷达，TR 模块的随机和系统故障及其对 SINR 的影响是特征化的。结果表明，单通道处理不能有效地提供平滑降级功能，因为故障导致的 SINR 损失很大。但是，与随机故障相比，系统故障对 SINR 损失的影响较小。还提出了一种有效的阵列馈电方案。
Cruden摩托车模拟器评估
摩托车行业的研究落后于汽车行业的研究。特别是在安全方面，需要进行更多研究，因为摩托车在道路伤亡人数中占比过高。车辆研究中的重要工具是车辆模拟器。使用摩托车模拟器使制造商能够开发新的摩托车技术，并可以使摩托车更安全。不幸的是，可用的摩托车模拟器很少，用于开发新摩托车和摩托车安全系统的模拟器就更少了。此外，对现有摩托车模拟器的验证不足，可用的设计知识也很少。本论文评估了 Cruden 摩托车模拟器，并表明它可以用于摩托车研究。该评估由三部分组成。首先，基于现有文献开发了一种新的摩托车动力学模型，并使用参数估计方法对虚拟模拟数据进行了验证。结果表明，存在倾覆和摇摆特征模态，并且这些特征模态表现出与真实摩托车中观察到的定性相似的行为。摩托车模拟器使用 Stewart 平台和车把控制加载器为用户提供运动提示。在第二部分中，对这两个系统进行了评估。对于这两个系统，都使用特定的输入序列来收集输出数据。使用系统识别方法，对运动平台和车把控制加载器的动力学特性进行了评估。将动力学特性与摩托车动力学模型所需的特性进行比较，结果表明 Stewart 平台和车把控制加载器具有足够的带宽和足够小的相位延迟，可以准确模拟摩托车动力学。在第三部分也是最后一部分中，使用人类研究方法进一步评估摩托车模拟器。在速度感知实验中，参与者被要求在无限高速公路上以三种不同的速度骑行，结果表明，摩托车模拟器上的速度感知与现实生活中观察到的情况相对应：参与者整体低估了他们的骑行速度。还观察到，高速下的速度感知相对比低速下更准确，这也与文献中的发现相符。本研究的这部分还提出了另外两个问题，即摩托车模拟器是否真的需要平台运动和上身跟踪。为了回答这些问题，参与者被要求沿着一条轨迹骑摩托车，该轨迹有四个半圆形拐角，由短直道隔开。比较了转向扭矩和车道偏差等客观指标以及工作量和模拟器晕动症等主观指标。最后，结果表明，平台运动显著提高了骑手的表现和对摩托车模拟器的感知，但未能证实关于上肢追踪的重大发现。
149 公里路径上的光学湍流测量
摘要。使用数码相机和发光二极管 (LED) 信标进行了一项实验，研究了莫纳罗亚山和哈莱阿卡拉山之间 149 公里路径上的湍流。大部分路径都在海洋上，路径的一大部分位于海平面以上 3 公里。在莫纳罗亚山一侧，六个 LED 信标以大致线性阵列放置，每对间距为 7 至 62 米。从哈莱阿卡拉山一侧，一对相距 83.8 厘米的相机观察了这些信标。沿路径的湍流会引起波前倾斜，从而导致图像中的 LED 点发生位移。图像运动是由不必要的噪声源（例如相机平台运动）引起的。点之间的差分运动抵消了大部分噪声，并且这种差分运动会根据源和相机之间的几何形状以不同的方式受到沿路径湍流的加权。开发了一种相机运动不敏感的加权函数来处理这个观察问题。然后使用这些加权函数的线性组合来生成复合加权函数，该函数可以更好地抑制源和接收器附近的湍流，并且对路径越过海洋部分的湍流最为敏感。该技术用于估计此区域的湍流。所涉及的长距离导致图像中出现非常强烈的闪烁，这给数据处理带来了新的挑战。对 C 2 n 的结果估计为 4 × 10 − 17 m − 2 ∕ 3，与 Hufnagel – Valley HV5/7 模型和数值天气建模的结果高度一致。© 作者。由 SPIE 根据 Creative Commons Attribution 4.0 Unported 许可证发布。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全署名原始出版物，包括其 DOI。[DOI：10.1117/1.OE.59.8.081806]