基于火箭发射的折叠式无人机

　　大类：科技发明制作B类        小类：机械与控制
简介：本作品的名称叫做基于火箭发射的折叠式无人机，它最大的特点在于可以“变形”——在存储，运输和发射状态下，它可以将机翼和尾翼完全折叠起来变成圆柱状，从而能够被装进火箭弹中。当被发射到空中时，它可以自动展开机翼和尾翼像普通飞机那样自由的翱翔。 飞机折叠后被装入火箭弹中进行发射，到达目标区域上空后飞机与火箭弹分离，并通过减速伞减速到巡飞速度，然后机翼和尾翼自动展开开始巡飞并执行任务。由于飞机可以以火箭弹的飞行速度到达目标上空，因此在其执行侦察任务时，从发射到获取目标情报所需的时间较普通小型无人机大大减少，这对于需要及时掌握信息并做出快速反应的现代战争意义重大。同时它还能用于生活中处理紧急突发事件，如地震灾情评估，森林火灾情况勘察等。飞机在搭载不同设备后还能实现GPS导航，自主飞行，通信中继，电子干扰等一系列拓展功能。

    详细介绍：现代战场瞬息万变，谁能更早的掌握敌方的情报，做出针对性的部署和行动，将会在很大程度上决定战争的走向。无人机作为情报收集，信息侦察的手段在现代战争中发挥着越来越重要的作用。但是现役的无人机仍然存在一些不足，如小型无人机虽然使用灵活，便于携带，但飞行速度慢，进入战区时间长，航程短；而大中型无人机虽然航程远，飞行速度快，然而不便于灵活部署，难于单兵或小组携带。如果存在一种无人机，既具备使用灵活，便于携带的优点，又有快速到达战区上方的能力，以最快的速度获取情报，那么该种无人机，将在节奏日益加快的现代战争中，起到重要的作用。 为此，提出将小型无人机与火箭相结合，将无人机折叠后置于火箭中进行发射，到达目标区域后，飞机与火箭分离，展开机翼后开始巡飞执行任务。这样依靠火箭飞行的高速度使得其具有快速到达战区上方的能力同时还具备灵活部署，便于携带的特点。为解决上述问题提出了一种新的思路。 该型无人机主要具有以下四个特点： 一、可折叠，易于携带：机翼采用“钻石背”式气动布局，可以整体折叠，由弹簧驱动展开，简单可靠。在折叠状态下，整机可收放于截面直径为210mm的圆筒内，便于携带和发射。 二、火箭发射，快速部署：常规动力无人机（如电动）飞行到3km以外的目的地，需要150s，而本作品通过火箭发射到目的地上空，再展开进行工作，需要不到30s，缩短了部署时间，反应能力强，为最快获取战场信息提供了保障。 三、“零”准备时间：整机折叠存放，接通电源开关,即可使用，无需现场组装，随时处在战备状态。 四、使用灵活，用途广泛：飞行速度小，高度低，便于人员操作，亦可用于勘探，搜救以及测量等任务。
相关链接： http://bit.tiaozhanbei.net/d1717/project/4115/

　新型多用途反恐防暴机器

　　小类：机械与控制
简介：新型多用途反恐防暴机器人可对人口密集的场合或交通枢纽、信息中心、政府机关等关键场所进行安全保卫和事态防范工作。 该机器人可携带有效载荷150kg，最大速度为72m/min，可在草地、沙滩等复杂路面上行走，攀爬40°斜坡，翻越30cm高障碍。车载无线通讯系统可保障在3000m范围内进行无线图像信号的可靠传输和运动控制信号的有效传递。发射器云台可实现360°的水平运动和45°的俯仰运动，可一次发射23枚特种防暴弹。电源系统采用电池组供电，供电时间为2—3小时。

        详细介绍：新型多用途反恐防暴机器人可对人口密集的场合或交通枢纽、信息中心、政府机关等关键场所进行安全保卫和事态防范工作。与国内外相关机器人以“排爆”功能为主的设计理念不同，该机器人突出“防暴作业”和“巡逻警戒”两大功能。 关键技术包括模块化结构设计技术、高精度电机控制技术、大功率驱动传动技术、大场景视觉检测技术、远距离无线通信技术及多任务实时处理技术。 该机器人长1250mm，宽650mm，高550mm，重180kg，可携带有效载荷150kg，巡航速度为60m/min，最大速度为72m/min，可在草地、沙滩等复杂路面上行走，攀爬40°斜坡，翻越30cm高障碍，快速上下高为20cm、斜度为35°的台阶。可依靠两履带的差速转动实现快速转向或原地转向。车载无线通讯系统可保障在3000m范围内进行无线图像信号的可靠传输和运动控制信号的有效传递。车载视觉监测系统可对周围360°范围里的情况进行实时监视。发射器云台可实现360°的水平运动和45°的俯仰运动，可一次携带23枚特种防暴弹。电源系统采用铅酸动力电池组供电，供电时间为2—3小时，可托缆供电。机器人配备有便携式操作控制箱，长416mm,宽360mm,高186mm，可同时显示三路视觉监测视频，可进行多路视频回放。
相关链接：http://bit.tiaozhanbei.net/d1717/project/4114/

　　飞行器大角度矢量推力技术应用研究

　　大类：科技发明制作A类        小类：控制
简介：大角度矢量推力技术,通过发动机整体偏转，改变主动力作用点和施力方向，为飞行器更大程度地引入直接力控制模式，将飞行姿态运动和轨迹运动解耦，对飞行器进行快速操纵，从而极大地提高了飞行器空间运动的机动性和敏捷性。 本项目提出大角度矢量推力技术概念，结合理论分析，研究未来高机动性飞行器推力技术，论证大角度矢量推力技术对飞行性能的提升，并分析给出其系统工作过程。

　　详细介绍：传统矢量推力技术的矢量喷口摆动角度有限，只能通过产生控制力矩来调整飞行器飞行状态，制约了飞行器操纵性和敏捷性的进一步提升。 基于大角度矢量推力技术研发的大角度矢量推力装置可以通过其机械结构，使发动机整体移动改变主动力的作用点和施力方向，克服了飞行器主体对矢量喷口摆动范围的限制，同时利用直接力控制模式对飞行器进行快速精确的操纵，从而快速改变飞行器的飞行姿态和航迹。 因此采用大角度矢量推力技术有助于进一步提高飞行器的机动性和敏捷性。 本项目基于理论力学、飞行力学等知识建立应用大角度矢量推力技术飞行器的数学模型，采用数值积分、最优化理论等方法对其运动特性和飞行性能进行分析，从理论角度分析大角度矢量推力技术相比于常规推进技术的优势，并设计制作模型机，通过安装在模型机机身两侧的机械臂搭载推力系统来模拟大角度矢量推力装置，设计开发基于C52单片机的控制系统，进行实际飞行试验，探究应用大角度矢量推力技术的飞行器在大气层内的飞行性能。
相关链接：http://bit.tiaozhanbei.net/d1717/project/4116/

　　智能蛙板机器人　　

        大类：科技发明制作A类     小类：机械与控制
简介：本作品将游龙板的反偏向轮运动形式创新地应用于机器人运动控制研究领域，具有开拓意义；本机器人通过两臂开合时轮子与地面产生的摩擦力前进，运动灵活敏捷，水陆均可驱动；实现了红外测量侧方及前方障碍物和道路宽度、调整两臂摆幅以适应道路宽度变化、灵活转向避障（侧面及前方）、遥控、倒车、多机协同前进等功能；可用于水陆两栖机器人、侦察机器人、舞蹈机器人等实际应用领域，也可作为血液中微纳米机器人运动原型实验平台。

    详细介绍：机器人技术是一门快速发展的高新技术,在交通、医疗、军事、工业生产等方面用途广泛。机器人的运动形式、感知方式等是这一领域的一个重要研究方向。 目前已经提出的机器人运动形式有轮式、履带式、步行式等，本作品将游龙板的反偏向轮运动形式创新地应用于机器人运动控制研究领域，具有开拓意义。该机器人的运动与蛙泳形式相似，通过摆动机器人腿臂，利用腿臂上的反偏向轮与地面的作用力实现平稳运动，在水中也可产生驱动力，同时由于没有螺旋桨，因此不会对水体生物或者人体血管产生风险。机器人驱动机构为直流电机、齿轮，使用金属加工制作；电源使用锂离子电池供电；在此基础上又运用AVR单片机和PWM直流电机控制技术制作了机器人的控制模块，软件使用专家控制系统，实现了蛙板机器人的自动行驶。该机器人能够通过安装在前方和侧方的测距传感器探测运动通道的宽度以及周围的障碍物，通过专家控制系统自动调节运动方向与腿臂开合的宽度，使其能够适应不同的道路宽度，同时适当转向避开障碍物。该机器人使用无线通信模块实现了遥控、多机协同组队前进的功能，使用腿臂上的舵机将动力轮反向后可以实现倒车功能；在两臂实现独立驱动后能够实现更为复杂和敏捷的动作，使得前进、转向、倒车的方式和效率大为增强，甚至可以让该机器人跳出“华尔兹”式的舒展舞蹈。 应用上，可用于水陆两栖机器人、侦察机器人、舞蹈机器人等实际应用领域，也可作为血液中微纳米机器人运动原型、多机协同配合的实验平台。
相关链接：http://bit.tiaozhanbei.net/d1717/project/4117/

　　具有受众特性感知与统计功能的智能广告系统

　　大类：科技发明制作B类        小类：信息技术
简介：具有受众特性感知与统计功能的智能广告系统是计算机科学、电子信息工程学、心理学、统计学等多个学科领域的一个交叉成果。该系统能够感知受众的表情、性别、年龄等特性，从而播放最适合受众观看的广告。同时，该系统还可以将观看人数、观看时间以及广告播放次数等相关数据全部记录下来，给广告商提供了非常具有参考价值的广告效果反馈信息。因此，不管从实际应用的角度还是从科研的角度出发，该系统都具有很大的价值和意义。

　　详细介绍：具有受众特性感知与统计功能的智能广告系统是计算机科学、电子信息工程学、心理学和统计学等多个领域的一个交叉成果。在心理学方面，本系统主要对情绪与广告记忆度相互之间的关系进行了研究，通过大量的研究与实验得出了以下结论：在积极情绪下，被试更容易接受积极广告，更能激发购物的欲望和对产品品牌的好感度；而在消极情绪下，被试则更容易接受消极的广告。当受众为男性时，播放男性日常用品更能激起男性的购买欲望；当受众为女性时，播放女性日常用品更能激起女性的购买欲望。在心理学结论的引导下，我们对计算机科学方面做了图像采集、基于viola-jones方法的人脸检测、基于camshift的人脸跟踪、基于DSIFT特征与GMM-MMP分类方法的人脸表情识别等多方面的研究。由心理学作为引导，计算机科学作为核心，配合上电子信息工程学，再结合当今广告业广告宣传手段单一、资金投入大、需求缺口大等形势，具有受众特性感知与统计功能的智能广告系统应运而生。该系统有两大主要创新点：首先，它打破了现有广告屏只能一成不变地播放一种广告的模式，开创性地对受众的表情、性别等特性进行感知，根据受众表现出的不同特性，利用心理学依据有选择地播放最适合受众观看的广告内容，从而达到更好的广告宣传效果；其次，它还可以通过摄像头的拍摄画面实时地判断观看广告的受众是否处在摄像头有效监控范围内，记录观看广告的受众人数，统计观看广告的时间，记录播放不同广告的次数等等，这些数据无论对于广告设备商还是广告主都是至关重要的。本系统已获得了国家知识产权局的专利申请号：201110054459.6 。 本系统共具有以下5点创新： 1.开创性地对受众特性进行感知，根据用户的表情、性别、年龄等不同特征播放不同的广告内容，使广告更具有针对性，从而达到宣传效果最大化。 2.创新性地对观看广告的受众进行一系列统计，为广告商带来了具有极大参考意义的广告价值反馈信息。统计内容包括：观看人数、观看者性别、观看时间、观看广告后情绪的变化、不同广告播放的次数、受众人脸截图等。 3.在计算机领域，首次将GMM-MMP分类方法应用于表情识别领域，达到了实时检测的效果，对JAFFE2表情数据库进行测试，正确率为98.57%。 4.在心理学领域，通过独特的心理学实验，探求了受众在不同的特性表现及观看不同类别广告的情况下，对广告的印象和记忆的关系，得出了与本系统相符的结论。 5.本系统是计算机科学、电子信息工程学、心理学、统计学等多个学科领域的一个完美交叉，为该交叉领域在未来的发展指明了方向。本系统的实用性与可行性表现为以下5点： 1.传统广告牌只能一成不变的播放广告商提供的同一种广告，无法考虑不同受众的独特需求，宣传效果并不理想，本系统打破了这一模式，开创了智能广告牌的先河，可以为广告商带来更好的宣传效果，为受众带来更针对的广告服务，目前尚没有类似产品出现，市场缺口大，市场前景可观。 2.在传统的广告宣传模式下，广告商投入了上百万的广告费用却无法统计受众对于该广告的感受，本系统创新性对受众的各类信息进行统计，为广告商带来宝贵的广告反馈信息，目前尚没有类似产品出现，市场缺口大，市场前景可观。 3.在实验过程中，本系统的正确率达到了实际应用的标准；在电梯间、公交站、地铁站等场合，监控图像的质量符合本系统的使用条件，本系统有着明确的使用场所和受众范围，可实施性强。 4.在传统广告牌的基础上无需进行大幅度变动，只需植入一个简单的芯片和一个摄像头即可实现广告系统的智能化，可实施性强，性价比高。 5.本系统已经吸引了几家广告设备公司的浓厚兴趣，并与其相关负责人讨论了合作事宜，预计在半年内做成产品投入应用。
 　　相关链接：http://bit.tiaozhanbei.net/d1717/project/4118/