运动体姿态控制技术
- 格式:doc
- 大小:48.00 KB
- 文档页数:6
论竞技健美操身体姿态的重要性及训练方法袁猷超【期刊名称】《内江科技》【年(卷),期】2016(037)009【总页数】2页(P92,120)【作者】袁猷超【作者单位】湖南师范大学体育学院【正文语种】中文本文以竞技健美操身体姿态的控制为研究对象,界定了身体姿态控制能力的相关概念,通过美学角度来审视竞技健美操身体姿态的完美控制所带来的表现效果,从而论证了身体姿态的控制能力对健美操运动员的重要性,认为竞技健美操运动员身体姿态控制是其运动水平和艺术造诣的直接体现。
最后列出的两大类别的训练方法,以为教练员及运动员对身体姿态的控制训练提供参考。
在竞技健美操成套中,运动员要通过其面部表情、身体姿态和个人气质三个方面来展现成套动作的美学价值。
面部表情来自运动员的自信和对音乐的理解从而通过外部表情来释放自己的情绪和表现能力;身体姿态是运动员在完成成套时所达到的动作规格,是成套完成质量的直接体现;气质是健美操运动员由于长期进行健美操训练从内而外地表现出的健康阳光,身姿挺拔的外在形象。
新竞赛规则注重运动员的心理素质及表现能力,而身体姿态的控制也是评分高低的关键。
因此,运动员基本功中需要十分注重于身体姿态控制技术的训练。
姿态是在汉语词典里面的解释为容貌神态,样子、风格、气度等。
竞技健美操的身体姿态通常是指运动员的身体姿势和动作形态,主要表现在对四肢及躯干的控制上。
竞技健美操动作复杂多样,在随音乐展示操化、难度等动作的过程中,仍要对自身的姿态进行控制,从而达到一定的艺术美感,这就是竞技健美操动作质量的体现。
在竞技健美操比赛中,运动员从入场开始到成套动作中操化、过渡衔接、难度、托举配合随着音乐节奏改变重心、加大动作幅度等,最后到退场都要保持挺拔向上的健康形态,可以说身体姿态的控制也能一定程度上体现出运动员的艺术造诣和专业水平,同时也是裁判员的一项评分依据。
2.1 正确的身体姿态是培养学生良好身形和气质的关键良好的身体姿态是各项舞种的基本要求,竞技健美操是音乐和舞蹈的融合,其所练习的身体姿态与人们日常所要求的身体形态基本一致。
Kinect身体姿态识别技术研究应用玩家在游戏里打出了各种酷炫的动作,他就像一个真正的战士。
但问题是这些动作是如何被识别的呢?答案就在Kinect身体姿态识别技术之中。
Kinect是一个首先被Xbox 360发布的运动控制扩充设备。
它通过结合深度传感器、RGB摄像头和麦克风,为用户提供了一个3D实时捕捉和交互的生态系统。
Kinect使用深度传感器来获取人体的姿态和动作信息,并将该信息转换为计算机可识别的数字信号。
这项技术的研究和应用领域非常广泛,下面我们将一一探究。
一、娱乐应用Kinect最初就是为游戏开发而设计的,这个功能最为人所知。
通过Kinect,用户可以直接用身体在电视屏幕上玩游戏,而不需要用手柄控制。
Kinect可以追踪用户的每一个运动,从而让玩家与游戏世界更加交互,更加真实。
在这种情况下,Kinect可以通过识别玩家的姿态和动作来实现游戏的操作。
各种喜剧和表演节目,也在使用Kinect技术作为其表演技巧的一部分。
例如《美国达人》和《英国达人》等幽默表演节目使用Kinect,以创造更加生动的表演情景,从而与观众们打造更加生动的互动体验。
二、医疗应用Kinect的姿势识别技术也在医疗领域取得了些许的进展。
有研究表明,Kinect 可以帮助医生识别出肌肉疾病患者在日常活动中的姿势和动作,从而对患者的疾病进行更加精确的诊断和治疗。
在医疗保健中,身体姿态识别技术可以帮助对推动疼痛康复研究,监测患者的姿势和动作,以确定他们的活动是否足够达到预期的恢复水平。
Kinect还可以用于再健康恢复中支持物理治疗,通过实时的视觉反馈来帮助患者适当地掌握控制肢体运动的技能。
三、安防应用Kinect的身体姿态识别技术也可以在安全方面产生广泛的应用。
Kinect可以用于改善公共场所的安全措施。
它可以跟踪人员的动作并警报安全人员,以及追踪移动物体。
Kinect还支持专业版,可用于面部识别,以识别员工和访客并记录他们的活动和出现时间。
飞行器控制工程中的姿态控制理论随着人类技术和科学水平的不断提高,飞行器的应用范围也在不断扩大,从最初的军事对抗到现在的民用运输和科学研究,各种类型的飞行器已经成为人类社会不可或缺的一部分。
而在飞行器的控制方面,姿态控制是关键的一环。
本文将针对飞行器控制工程中的姿态控制理论进行探讨,从基本概念到应用实例层层深入,希望能够为大家提供一些参考。
什么是姿态控制?姿态控制是飞行器控制领域中的重要概念之一,指的是在飞行器运动过程中,通过控制其朝向,使其保持稳定的运动状态。
简单来说,姿态控制是飞行器在三维空间中的“姿态调整器”,类似于人类的神经系统,通过控制肌肉的收缩来维持身体的平衡状态。
而飞行器的姿态调整则是通过改变运动物体的朝向和速度来实现的。
姿态控制的原理下面我们来简单介绍一下飞行器控制的姿态控制原理。
首先,飞行器的气动力学特性决定了它的控制方式。
由于飞行器是一架高速飞行的物体,所以它的运动状态和空气的流动状态有密切的联系。
因此,在设计姿态控制系统时,必须充分考虑飞行器的形状、重心位置、飞行速度、发动机推力等因素,以便有效地控制其运动状态。
在姿态控制系统中,传感器是一个非常重要的部件。
传感器能够感知飞行器的运动状态,包括角度、速度和加速度等参数。
通过传感器采集的信号,车辆控制系统就可以实时地对飞行器的运动状态进行监测和控制。
接下来,根据传感器采集到的信息,飞行器控制系统需要计算出制导指令,并将其转化为有效的机动控制信号,使飞行器能够按照既定的轨迹和姿态运动。
这一过程需要借助于控制算法和控制器等控制技术,以便确保姿态控制系统的稳定性和控制精度。
姿态控制的应用姿态控制在飞行器控制工程中的应用极其广泛,涉及到多种类型的飞行器,包括飞机、直升机、导弹、卫星等等。
例如,飞机的姿态控制系统一般包括舵机控制系统、方向舵控制系统、升降舵控制系统等等。
在直升机上,姿态控制主要是通过主旋翼和尾旋翼的协作来实现。
此外,现代卫星系统中的姿态控制技术也在不断升级。
浅析对运动技术系统的认识作者:赵玉琛来源:《体育时空·上半月》2017年第05期中图分类号:G804 文献标识:A 文章编号:1009-9328(2017)05-190-01摘要技术是人类为了满足自身的需求和愿望,遵循自然规律,在长期利用和改造自然的过程中,积累起来的知识、经验、技巧和手段,是人类利用自然改造自然的方法、技能和手段的总和,但也需在实际中多多磨练才能找到技术所在地。
运动技术作为运动的一个手段,是人体在运动过程中为了完成某一目的而采用的活动方式和次序所形成的能力、方法、手段和相应的总和。
通过研究运动技术系统,研究其对运动所产生的直接与间接作用。
关键词技术运动技术作用一、引言概念是人们对事物本质的认识,是逻辑思维的最基本单元和形态。
概念越深刻、越明确、越能完全地反映客观现实。
人们必须先具有关于某事物的概念,然后才能做出关于某事物的判断、推理与论证。
概念不清必然造成思维混乱。
在我国,对运动技术展开的系统研究已有二十余年,多学科视角介入使得目前我们对运动技术这一概念的定义莫衷一是。
一个成熟理论体系的建立必然需要众多已澄清的概念作为支撑。
从某种意义上讲,概念是科学的最高成果,科学体系实际上就是概念的体系。
因此,对运动技术这一语词概念的梳理分析就显得尤为必要。
二、运动技术概念运动技术指完成体育动作的方法,是运动员竞技能力水平的重要决定因素参加不同体育项目的活动,需完成不同的动作,即需要学习和掌握不同的技术。
合理的、正确的运动技术须符合项目运动规则的要求,有利于运动员的生理、心理能力得到充分的发挥,有助于运动员取得好的竞技效果。
各个运动项目的各种动作,都有着符合人体运动力学基本原理的标准技术及规范的技术要求;但对每名运动员来说,又必须依据个体的生理学特点,选择和掌握具有个人特征的运动技术,才能更为有效地参与运动竞技。
三、运动技术存在的必要性参加不同体育项目的活动,需完成不同的动作,即需要学习和掌握不同的技术。
人形机器人工作原理人形机器人是一种模拟人类外形和行为的机器人。
它利用先进的科技和人工智能技术实现了与人类相似的动作和表情,进而能够执行各种任务和工作。
本文将详细介绍人形机器人的工作原理。
一、感知技术人形机器人的感知技术主要包括视觉感知、听觉感知和触觉感知。
首先是视觉感知,机器人配备了高精度的摄像头,能够通过摄像头实时获取周围环境的图像信息,并进行图像识别和目标跟踪,从而实现对周围环境的感知。
其次是听觉感知,机器人搭载了麦克风和声音识别技术,能够实时捕捉声音信号,并将其转化为数字信号进行处理。
最后是触觉感知,机器人的手臂、脚部等关节配备了触觉传感器,能够感知到外界物体的触摸和力度,从而实现对外界的触觉感知。
二、运动控制技术人形机器人的运动控制技术是实现其灵活自由的动作的核心。
运动控制技术主要包括姿态控制和步态控制两个方面。
姿态控制是指机器人通过关节控制实现各种姿态的切换,包括站立、行走、弯曲等。
步态控制是指机器人通过合理的腿部动作和重心调整实现自主行走和奔跑。
这两个控制技术的结合使得机器人能够像人类一样自由地移动和行走。
三、人工智能技术人形机器人的人工智能技术包括语音识别和自主学习两个方面。
语音识别技术使得机器人能够听懂人类的语言并作出相应的回应。
它通过语音信号的采集和分析,将语音转化为文本或指令进行处理。
自主学习技术是指机器人通过学习和积累经验,逐渐提升其工作能力和智能水平。
机器人能够不断地吸取新知识和技能,并将其应用于实际工作中,表现出与人类相似的智能。
四、电力系统人形机器人需要一个高效的电力系统来提供能量供给。
常见的电力系统有电池和外部供电两种形式。
电池是最常见的电力供应方式,机器人的内部电池能够为其提供短时间的能量供给。
一些特殊应用的人形机器人可能会采用更加复杂的外部供电方式,例如通过导线或无线方式接入电源。
五、安全保护技术为了保证人形机器人的安全性,需要采取一系列安全保护技术。
首先是碰撞检测与避障技术,机器人搭载了多个传感器,能够实时检测到前方障碍物并进行规避。
体育舞蹈运动技术特征分析摘要:分析体育舞蹈各舞种动作技术形成的内在机理,认为其运动技术特征主要表现在4个方面:1、保持正确身体姿态的控制技术;2、身体重心快速而有节奏的弹动技术;3、髋部与腰腹部强劲扭摆技术;4、胸、背、肩部和手臂肌肉运动的控制技术。
关键词:体育舞蹈;肢体语言;时空属性;技术特征中图分类号:g834文献标识码:a文章编号:1006-026x(2012)10-0000-011、体育舞蹈运动基本技术特征分析1.1身体肌肉的控制技术在舞蹈运行中,舞者通过静力性收缩产生足够的肌肉力量,控制身体各个部位,以保持正确的身体形态和相对稳固的握抱姿势,使身体各个部分处在一种紧而不僵的自然状态,并形成以腰胯为中心的“整体重心聚焦”,或者说“二人合力中枢”[2]。
1.2身体重心的弹动技术在快节奏的舞蹈中,要求掌、踝、膝做轻快灵活而又有节奏的屈伸弹动。
三关节的用力要刚中带柔,柔中有刚。
肌肉发力的同时伴随着轻巧的退让缓冲,发力方式即可以使舞蹈动作变得柔美奇巧,意味深长,又为下一个动作储备弹性势能。
1.3髋、腹、腰的扭摆技术在一些拉丁舞中,髋、腹和腰部在多维空间做前后、左右、上下的摆动和旋转技术,要求肌肉发力准确、协调,各种肌肉要协调用力。
1.4胸、背、肩、手臂肌肉的运动控制技术躯干运动时所产生的牵引力带动上肢协调摆动,通常是上体的律动带动大臂,大臂带动小臂,小臂带动腕、指,最后由手指尖延伸到体外空间,身体的舞动和手臂的挥摆浑然一体,进一步地增加了身体的演绎功能,使舞蹈神情合一,传情达意。
2、体育舞蹈属性及其肢体语言特征研究2.1体育舞蹈的属性给体育舞蹈的定义是:体育舞蹈是一门体育运动与舞蹈艺术相结合的综合性体育学科,是一门以抒情达意为其特长,以健身、比赛为目的竞技舞蹈艺术。
2.2体育舞蹈肢体语言的本质及特征舞蹈网http://国际体育舞蹈大师意大利人威廉·皮诺将肢体语言特征概括为“内在激情有形可见的动作流”,我们赞同这种观点。
空空导弹姿态控制技术研究在现代的战争中,导弹已经成为了非常重要的武器系统之一。
而其中一项关键的技术就是导弹的姿态控制。
姿态控制技术是指在导弹飞行时,通过对导弹各个部件的控制来实现导弹运动轨迹的调整以及飞行稳定。
本文将从姿态控制的基本原理、姿态控制的方法、常见问题及未来发展等方面对空空导弹姿态控制技术进行探讨。
一、姿态控制的基本原理姿态控制的基本原理是依靠导弹上搭载的一系列姿态传感器来获取导弹当前的飞行状态信息。
然后根据导弹的运动状态,自动控制导弹不同部件的转动来调整导弹的姿态,以期使导弹的飞行速度、姿态、角速度等能够满足设计要求。
姿态的变化不仅与导弹自身的旋转或俯仰有关,还与大气的物理特性和惯性力学的变化等因素有关。
二、姿态控制的方法姿态控制通常采用以下两种方法:1.开环控制:该方法是通过预先规定控制算法来控制导弹的运动状态,然后再通过导弹各部件的控制来实现姿态控制的目的。
该方法处理简单,但精度较低,且受环境因素影响较大。
2.闭环控制:闭环控制是指利用导弹姿态传感器采集的导弹状态信息对目标进行反馈控制。
当姿态传感器识别出导弹的状态发生变化时,导弹控制电路便会激励运动控制器生成控制信号,从而控制导弹的姿态。
闭环控制需要一个精确的、即时反馈的跟踪器,来保证姿态控制的精准。
三、常见的问题在姿态控制的实践中,常见的问题包括如下几个方面:1.环境问题:如气流、风速、气压等因素都会影响导弹的飞行姿态。
2.噪声问题:导弹机体发出的噪声或震动等会影响姿态传感器的工作和姿态控制器的精度。
3.惯性力学问题:惯性力学是指导弹在飞行过程中,由于机体的运动而产生的惯性力及其它导致导弹飞行状态发生变化的因素。
四、未来发展随着科技的不断进步,空空导弹姿态控制技术也在不断发展。
一方面,采用更加精细的姿态控制算法和更加准确的传感器,可以提高姿态控制的精度和可靠性。
另一方面,全球卫星导航系统的建成,可以实现更加高效、精准的导航,进一步提高导弹的命中率。
无人机应用中的姿态控制技术研究近年来,无人机技术日益成熟,其应用领域也不断扩展。
特别是在工业、农业、无人配送、环境监测等领域,无人机作为一种实用的工具得到了广泛应用。
而要保证无人机完成各项任务的安全性和准确性,无人机姿态控制技术处于至关重要的地位。
姿态控制是无人机飞行控制的核心内容,指的是无人机在飞行过程中,通过对飞机各个轴线上运动状态的控制,以达到所期望的工作任务。
姿态控制技术的运用使得无人机能够完成更加精细、复杂的任务,进而推动了无人机技术的革新和应用。
无人机姿态控制技术主要由陀螺仪、加速度计、磁力计三个部分构成,通过对这三个传感器的数据采集和处理,可以实现对无人机的姿态控制。
其中,陀螺仪用于测量无人机绕着X、Y、Z三个轴线的角速度,加速度计则用于测量无人机在X、Y、Z三个轴线上的加速度大小和方向,磁力计则用于测量无人机所处的磁场强度和方向。
针对以上三个传感器提供的数据,传统的姿态控制算法主要分为PID控制和模型预测控制两种。
其中,PID控制是一种基于调节费用的解决方案,通过调节比例、积分、微分三个参数,对无人机的姿态进行调节,从而实现无人机的稳定飞行。
而模型预测控制则是一种基于传递函数的解决方案,通过建立无人机的数学模型,分析无人机的运动规律,从而实现精确地控制。
除了传统姿态控制算法外,近年来出现了以深度学习技术为基础的姿态控制算法。
深度学习技术通过对大量数据进行学习,可以生成更为准确的预测模型。
在无人机姿态控制领域,深度学习技术主要应用于图像识别、目标跟踪、动作控制等方面,可以通过处理无人机拍摄的图片或视频数据,实现对无人机行为的智能识别和控制。
总的来说,无人机应用中的姿态控制技术研究在不断拓展和深化。
目前,传统控制算法和深度学习技术已经在无人机姿态控制领域大显身手,并在飞防、测绘、物流、环境监测等领域得到了广泛应用。
未来,随着无人机技术的不断发展、应用场景的不断扩展,无人机姿态控制技术研究必将迎来更加广阔的发展前景。
体育高三上学期《足球-运球绕杆》教案一、教学目标•知识目标:了解球绕杆的基本动作要领,掌握不同类型的绕杆技术。
•技能目标:能够熟练运用内侧、外、S形等多种绕杆技术,提高运球速度和控制能力。
能够在一定速度下完成运球绕杆动作,并保球的控制。
•情感目标:培养学生积极参与体育运动的兴趣,增强团队合作精神和克服困难的毅力。
体验足球运动的乐趣,提高身体协调性和反应能力。
*二、教学重点**•运球绕杆的基本动作要领:身体姿态、重心控制、脚内侧、脚外侧运球技术。
•不同绕杆技术的运用:内侧绕杆外侧绕杆、S形绕杆等。
三、教学难点•在速度和压力下保持球的控制。
•灵活运用多种绕杆技术,根据实际情况选择合适的技术。
•协调身体各部位的动作,提高动作的流畅性和效率四、教学准备•足球若干•绕杆桩若干 (建议使用可移动的锥形桩,数量根据学生人数而定,每人至少2-3个)•计时工具•哨子•教学场地:开阔平的场地五、教学过程(一) 组织教学 (5分钟)1.教师检查学生到课情况,宣布课堂纪律。
2.热身运动:进行简单的慢跑、伸展运动,活动关节,为接下来的训练做好准备。
(例如:原高抬腿、弓步压腿、体转运动等)(二) 新课导入 (10分钟)1.教师展示运球绕杆的视频或图片,激发学生的学习兴趣。
2.讲解运球绕杆的重要性,在足球比赛中的应以及对提高球员技术水平的作用。
3.提出本节课的学习目标。
(三) 讲解示范 (15分钟)1.教师讲解运球绕杆的基本动作要领:o身体姿态:保持身体重心降低,身正直,眼睛注视前方,随时观察周围环境。
o重心控制:运球时重心要随着球的移动而变化,保持平衡。
o脚内侧运球:用脚内侧控制足球,保持球的稳定性。
o脚外侧运球:用脚外侧控制足球,改变球的运行方向。
2.教师进行示范,分别演示内侧绕杆、外侧绕杆和S形绕杆的动作要领,并讲解每个动作的细节。
(四) 分组练习 (40分钟)1.将学生分成若干小组,每组3-4人。
2.基础练习 (15分钟):学生进行基础的运球绕杆练习,先练习单桩绕杆,熟练掌握内侧和外侧绕杆技术教师巡视指导,纠正学生的错误动作。
自主移动机器人的姿态控制技术随着科技的进步和人工智能的发展,自主移动机器人在生产、物流、医疗等各个领域得到了广泛的应用。
这些机器人需要具备灵活、高效的运动能力,而姿态控制技术是实现这一目标的重要手段。
本文将从机器人姿态控制的概念入手,分析姿态控制的需求和原理,以及姿态控制技术的应用和研究进展。
机器人姿态控制的概念姿态控制是指控制系统使机器人运动的姿态(包括位置姿态和速度姿态)按照预定要求进行变化的过程。
这个过程需要通过传感器实时获取机器人运动的状态,以及通过控制算法进行姿态控制。
可以说,姿态控制是机器人运动的基础。
姿态控制的需求和原理实现自主移动机器人的高效运动,需要机器人能够灵活地变换姿态。
比如,在遇到障碍物时,机器人需要能够自主调整行进方向和速度,以避免障碍物的阻碍。
再比如,在执行复杂任务时,机器人需要能够根据任务需求自主调整运动轨迹和速度。
姿态控制的实现原理主要是使用传感器和控制算法。
传感器可以获取机器人的状态信息,包括位置、姿态、速度等;而控制算法可以根据传感器获取的数据,通过控制器实现系统控制。
目前,姿态控制技术主要使用了惯性测量单元、GPS、激光传感器、视觉传感器和超声波传感器等多种传感器技术,以及PID控制、模糊控制、神经网络控制等多种算法技术。
姿态控制技术的应用和研究进展姿态控制技术在自主移动机器人领域的应用非常广泛。
比如,在物流场景下,机器人需要能够实现自主导航、物品搬运、仓库管理等功能;在生产场景下,机器人需要能够实现自主零件分拣、装配等工作;在医疗场景下,机器人需要能够实现自主移动、搬运医疗设备、协助医生进行手术等工作。
随着机器人姿态控制技术的进一步研究,人们可以看到更多新的技术进展和应用场景。
比如,深度学习技术可以通过大数据训练机器人自主识别和学习新的运动模式;无人机姿态控制技术可以实现更高效的空中运动;机器人协作控制技术可以实现多台机器人的协同工作等。
总结自主移动机器人的姿态控制技术是实现机器人高效运动的关键技术之一。
运动体姿态控制技术
学号:20092655
姓名:陈秀阳
班级:自动化0909
授课教师:马宏军
航天器交会对接技术概况
摘要
交会对接技术是进行空间组装、空间平台补给、空间站人员轮换、在轨维修和深空探测等高级空间操作的一项必需技术。
完整的交会对接过程包括远距离导引、近距离导引、平移靠拢、对接和撤离等阶段。
在不同阶段有不同的控制目标和约束条件,所面临的轨迹安全问题也不尽相同。
本文概述了航天器交会对接技术的历史、现状与发展,以及交会对接技术中的主要应用技术与研究方向,以使人们对航天器交会对接技术有一定的认识。
关键词:航天器控制交会对接
引言
航天器交会对接技术是航天技术的重要组成部分,它是指两个航天器(宇宙飞船、航天飞机等)在太空轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术。
太空交会对接是实现航天站、航天飞机、太空平台和空间运输系统的太空装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨道上服务的先决条件。
随着计算机技术、信息处理技术、光电成像技术以及激光技术的发展应用,促使空间交会对接技术逐步向着尽量减少航天员的在轨操作,实现自动交会对接;另一方面是尽量减少对地面站的依赖,实现自主交会对接。
航天器交会对接技术在航天领域内占有绝对重要的地位,也是一国航天技术实力的综合展现。
随着航空航天技术的飞速发展,各国的航天器交会对接技术也得到了非常大的发展与进步。
本文主要介绍航天器交会对接技术的发展历史与研究现状及应用,从而使读者增进对这一技术领域的了解。
正文
航天器交会对接是指两个航天器(宇宙飞船、航天飞机等)在太空轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术。
航天器空间自主交会对接是实现航天器在轨组装、维护、物资交换、补给以及人员访问载人航天器等高级空间操作的前提,是我国载人航天工程后续任务必须技术.为配合我国载人航天、组建空间站和探月等重大工程计划,为我国未来空间自主交会对接任务提供相应的理论基础和技术储备,
对我国的航空航天事业具有主要意义。
交会对接过程分4个阶段:地面导引,自动寻的,最后接近和停靠,对接合拢,交会对接飞行操作,根据航天员介入的程度和智能控制水平可分为手控、遥控和自主3种方式。
1965年12月15日,美国“双子星座”6号和7号飞船在航天员参与下,实现了世界上第一次有人太空交会。
俄罗斯(前苏联)也在上个世纪60年代就进行了交会对接,世界上迄今已经有过300多次空间交会对接。
际重要的航天器交会对接记录如下:
——第一次有人空间交会。
1965年12月15日,美国“双子星座”6号飞船在航天员的参与下,和“双子星座”7号飞船实现了世界上第一次有人空间交会。
——第一次有人空间对接。
1966年3月16日,美国“双子星座”8号飞船通过宇航员手动操作,与无人“阿金纳”目标飞行器对接。
——第一次自动交会对接。
1967年10月30日,苏联“宇宙”188号飞船与“宇宙”186号飞船在太空实现自动对接。
——第一次航天飞机与空间站对接。
1995年6月29日,美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机与俄罗斯“和平”号空间站对接。
在2011年11月3日,中国自行研制的神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器在距地球343公里的轨道实现自动对接,为建设空间站迈出关键一步,也实现了四十多年来我国从发射第一颗人造卫星到开展深空探索。
空间交会对接重大突破将为中国2020年左右建成空间站奠定关键技术基础。
现在国际对于航天器交会对接技术的研究非常热衷于对接测量技术的研究,例如对光电成像测量技术、激光雷达、微波雷达以及各种传感器、GPS系统等的研究与应用,有的国家为实现更加精准可靠的测量,还使用分段传感器技术,即在两对接航天器相距不同距离时,使用不同传感器进行测量。
通过研究对比美国、苏联/俄罗斯、欧空局以及日本交会对接测量技术的情况,可以得到对接测量技术的发展状况与趋势:
.在测量方法上由依靠地面的非自主式过渡到不依靠地面的自主式测量,由航天员操作的非自动式对接到不依赖航天员操作的自动对接。
.采用多传感器分段测量是主要的一种主流的测量方法,各种传感器获得的信息能综合利用,可以大大地简化测量设备,改善系统性能和提高可靠性。
微波雷达、激光雷达、GPs/GLONASS全球定位系统和CCD等多传感器组成的测量系统,是交会对接测量系统发展的趋势。
.CCD光学成像测量传感器是一种高智能化的测量技术,由于它体积小,质量小,功耗小,能精确测出两航天器之间的相对位置和姿态。
在空间交会对接的最后逼近段和对接段将得到广泛应用。
随着信息处理技术的发展,其应用范围会更加广泛。
中国载人航天计划分三步实施:第一步是发射无人和载人飞船,将航天员安全地送入近地轨道,进行对地观测和科学实验,并使航天员安全返回地面;第二步是继续突破载人航天的基本技术,如多人多天飞行、航天员出舱在太空行走、完成飞船与空间舱的交会对接等,在突破这些技术的基础上,发射短期有人照料的空间实验室,建成完整配套的空间工程系统;第三步,建立永久性的空间试验室,建成中国的空间工程系统,航天员和科学当前,航天科技集团第五研究院、国防科技大学和哈尔滨工业大学等等科研单位和院校,积极对交会对接中的动态测量工作开展了大量的研究,均处于研发当中。
当前,开展交会对接的关键技术研究已显得十分重要。
家可以来往于地球与空间站,进行规模比较大的空间科学试验。
当前国外拥有先进航天技术的国家和团体已将视觉测量技术作为实现交会对接近距离段的动态测量的主要技术路线之一,计算机视觉技术将成为其中的关键技术。
近年来,计算机视觉技术已成为智能研究领域的一个重要研究课题,立体视觉传感器得到越来越广泛的应用,尤其是双目视觉传感器结构简单、使用方便、速度快、精度高等诸多优点被广泛应用于工业测量、物体识别、机器人自引导、航空航天、军事等诸多领域。
随着新型光电扫描技术、新型阵列光电探测器件及
其有效的算法出现,结合迅猛发展的自动控制与高速数据处理技术,机器视觉测量有了新的发展及应用,如计算机图像处理、计算机视觉及立体视觉理论从计算机视觉技术的初步创建至Ⅱ现在己经40年了,其理论基础在不断的加强,视觉系统框架与视觉可计算的研究也在不断发展,同时其他相关技术的发展也为计算机视觉的研究提供了条件或基础,促进了它的发展和完善。
计算机视觉属于人工智能的研究范畴,是与人类感知行为中的视觉行为相对应的研究技术,因此计算机视觉就是指用计算机实现人的视觉功能——对客观世界的三维场景的感知、识别和理解。
计算机视觉技术研究要达到的最终目的是实现对于三维景物世界的理解,即实现人的视觉系统的某些功能,其研究的本质问题用一句话概括为:“利用二维投影图像来重构三维物体的可视部分”。
计算机视觉要达到的基本目的至少有以下三个:
(1)根据一幅或多幅二维投影图像计算出观察点到目标物体的距离;
(2)根据一幅或多幅=维投影图像计算出目标物体的运动参数;
(3)根据一幅或多幅二维投影图像计算出目标物体的表面物理特性。
计算机视觉的研究有双重的意义:其一是建成计算机视觉系统,用讨‘算机实现人工的视觉系统功能。
即要使计算机能够借助各种视觉传感器(如CCD等)获取场景的图像,通过图像分析等技术手段来感知和恢复二维场景中物体的几何性质、姿态结构、相对位置等信息,并对客观场景进行识别、描述、解释,进而做出判断与决策;其二,计算机视觉模型的研究结果作为探索人脑视觉工作机理的手段,反过来进一步加深人们对人脑视觉的掌握和理解,促进人类视觉系统本身的研究进程。
计算机视觉技术在航天领域中得到了广泛应用,对接阶段常应用计算机视觉技术测量对接参量,测量方法有:
a.角/边图识别法;
b.目标航天器条码识别法;
c.相关法;
d.立体测距法;
e.环形图像法。
交会对接技术在航天技术中占有越来越重要的地位,而随着航天技术的发展,交会对接技术及计算机视觉技术将得到更快的发展与更多的应用,这也将进一步促进航空航天技术的发展。
总结
近年来,随着空间科学技术的不断更新与发展,交会对接技术将得到进一步的发展与应用,各国也将会越来越重视对交会对接技术的研究与发展。
交会对接技术中的许多研究领域还等待着人们的进一步开发与应用,我们有理由相信交会对接技术将有一个美好的发展前景。
本文只是粗浅地介绍了交会对接技术在航空航天领域中的一些应用及其研究领域,其目的是使人们对交会对接技术形成一定认知,而更加深层的专业知识还有待于科研人员的进一步研究与开发。
参考文献
1.朱仁章,航天器交会对接技术:国防工业出版社,2001
2.王华,交会对接控制与轨道安全:【博士学位论文】国防科技大学,2007
3.王华,李海阳,唐国金,视场约束的交会对接V-bar撤离控制研究:国防
科技大学航天与材料工程学院;
4.王宝峰,航天器交会对接和月球车导航中视觉测量关键技术研究与应用:解
放军信息工程大学,2007。