《基於仿人眼複合運動控制的多艇協同動目標跟蹤》是依託上海大學，由饒進軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於仿人眼複合運動控制的多艇協同動目標跟蹤
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：饒進軍
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
結合海域護航、海島維權等緊迫需求，針對海面移動目標跟蹤過程中所遇到的圖像模糊跳動、圖像匹配困難、跟蹤穩定性差等實際困難，在前期的人眼生理神經迴路控制機理研究和“精海I號”、“精海II號”無人艇研發基礎上，本項目提出仿人眼複合運動控制機理的多無人艇協同動目標跟蹤的研究。研究前庭動眼反射與平滑追蹤複合運動的協調機理、微視神經大規模信息互動並行處理與自適應控制機理、眼球間神經交叉對眼球複合運動控制的影響機理，揭示腦機製作用下眼球前庭動眼反射複合平滑追蹤運動控制機理，建立其數學控制模型，並通過對比實驗以驗證模型正確性；根據視軸交叉原理研究多艇協同目標定位定速方法，並建立分布信息融合模型和濾波器；在此基礎上，結合實時圖像處理、靈巧仿人眼機構與伺服控制系統、多無人艇協同等技術，研製仿人眼前庭動眼反射與平滑追蹤複合運動功能的視覺系統，並將其套用於多無人艇系統，以實現海洋環境下對移動目標的協同跟蹤。
結題摘要
針對多無人艇協同目標跟蹤過程中存在的諸多問題，本項目研究人類眼球運動控制機理，並將其套用於多無人艇協同海面運動目標跟蹤，以提高多無人艇套用的智慧型化水平。首先，基於人類眼球的基本結構和運動形式，從控制理論角度上分析研究了前庭反射、平滑追蹤和眼球急動的神經迴路以及視覺信息處理機制，建立了控制眼球運動的主要神經迴路的功能圖譜和基於主要神經迴路的線性化處理模型。其次，研究了微視神經大規模信息互動與並行自適應控制機理，確定了微視神經的結構與主要功能，確定了小腦組件區域內部結構及在眼球運動學習中的作用。第三，研究了雙眼的運動控制神經迴路之間存在視神經交叉作用及機理模型，並用於指導各艇鎖定目標以及在某艇丟失目標後迅速找回目標。第四，提出了基於根據視軸交叉原理的多攝像機的運動目標定位方法，並通過實驗驗證了該方法的有效性，在此基礎上對該模型進行分散式改造以提高目標跟蹤與定位的準確性和可靠性。第五，為了測量無人艇的運動姿態變化與海域微磁場變化，研究了巨磁阻抗感測器、基於微/納米精密操作的微磁珠陣列構建、無人艇部件中的不鏽鋼裂紋檢測、無人艇主機轉速及無刷和有刷直流電動機高轉速的精確測量等。第六，為驗證上述研究，改進了無人艇目標檢測算法和海面運動目標匹配算法，設計了新型符合眼球運動特性的仿人眼機構與艇裝安裝機構，研究了無人艇協同跟蹤任務規劃最佳化方法，最後對多無人艇協同目標跟蹤系統進行了實驗，表明基於眼球運動控制機理的海面目標跟蹤系統可準確估計目標位置，目標跟蹤的穩定性和魯棒性均顯著提高。最後，上述研究成果在東北某市海洋與漁業局的無人艇監測系統研究開發中得到轉化套用，套用的無人艇具有自主航行、自主環境感知、自主避障、自主目標跟隨等功能，相關功能通過CCS認證，在套用中取得良好的效果。
