DOC《1.项目名称：腔镜手术机器人的增强现实影像引导》

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项目名称:腔镜手术机器人的增强现实影像引导 项目简介(300-500字): 腔镜手术机器人在可视3D内窥镜影像的引导下开展手术,组织表层下面的病灶信息在术野中的原位现实,对于识别病灶边界,设置安全手术区域以及开展精准微创的手术具有重要意义.本项目以实现腔内影像的增强现实显示为目标,研究术前CT/MR图像的分割技术,实现对不同组织、器官以及病变的准确分割;

结合手术导航技术跟踪内窥镜的运动轨迹,研究双目内窥镜下的三维重建技术,利用双目内窥影像对腔道的表面轮廓进行实时构建;

利用术前、术中影像实现组织、器官及病变的增强现实显示,将三维模型叠加到内窥镜的手术视野中,为腔镜手术机器人的手术操作提供直观、精确的影像引导. 2.项目名称:基于ZYNQ的车辆检测与测距系统设计及实现 项目简介(300-500字): 近年来智能交通系统的发展非常受到重视,通过图像处理实现的车道线和车辆检测及测距系统是相应跟踪系统及避障系统的前提,而且利用ZYNQ的结构可以进一步加快图像处理的速度,提高识别的实时性. 本项目拟研究车道线和车辆的检测算法与当前车辆同两侧车道线和前方车辆距离的测量及其ZYNQ的实现方法.能通过利用ZYNQ软硬件协同开发的优势快速准确的完成检测与测距工作.该项目以安全辅助驾驶技术的研究为切入,在结构化道路中,实现对车道线和车辆等局部交通环境的准确感知.课题内容主要包含软硬件两个部分.在软件方面,使用OpenCV视觉库函数,编写车道线、车辆的检测、跟踪算法,并完成对摄像头的标定及对两侧车道线和前方车辆距离的测定.硬件方面,搭建嵌入式Linux系统,并移植到ZYNQ上运行, 使用Vivado开发套件及Verilog HDL语言完成对图像处理部分的硬件加速,最后使用Qt设计良好的用户界面.最终完成整个系统的设计与实现. 项目最终需要设计一个具有人机界面的车道线和车辆检测与测距系统,搭建嵌入式Linux实验平台,识别速度在0.5s内,检测与测距准确率需要达到90%以上,并对外界环境有较好的适应性. 3.项目名称:基于Qt的人脸识别界面设计 项目简介(300-500字): 该项目需要完成一个基于Qt的人脸识别界面的设计,这需要首先完成嵌入式GPU上的人脸识别,要求识别速度在10s内,识别准确率需要达到90%以上,并对外界环境有一定的适应能力;

之后利用Qt对人脸识别界面进行设计,要求可以在界面上显示识别到的人脸图像、人员名字、帧率、人脸的大小和位置等信息. 本项目的具体研究内容如下图所示: 其中包括:嵌入式软硬件平台和外设硬件如摄像头的搭建,然后选用并行性高的算法,通过OpenCV开源函数库来完成人脸检测的算法描述,利用CUDA开发工具对GPU进行开发,实现算法的并行运算以提升人脸检测的速度,利用Qt对人脸识别界面进行设计,要求可以在界面上显示识别到的人脸图像、人员名字、人脸位置等信息.为了提高人机交互的实时性,人脸检测算法还需要具有计算量小、检测速度快的特点.要求人脸检测识别速度在10s内,识别准确率需要达到90%以上,并对外界环境有较好的适应性. 4.项目名称:立方体机器人的自平衡控制 项目简介(300-500字): 立方体机器人(结构如下图所示)具备起跳、平衡和受控倾倒功能,可以实现立方体机器人任意方向的 行走 .该机器人的特殊结构可以解决单点支撑下物体的不平衡问题.此外,立方体机器人每个飞轮产生的反力矩对其横滚、俯仰以及偏转三个姿态都会产生影响,所以立方体机器人是一种非线性、多耦合、非完整性约束的欠驱动系统,控制难度较大.对于这样一个复杂系统的研究,本项目从机构设计、动力学特性分析、平衡控制、控制器实现以及控制功能实现几个方面开展了研究,具体包括: 1)立方体机器人机械结构设计:对实现起跳功能的刹车结构、动量轮的重量和尺寸等特性进行设计,实现立方体的起跳和维持平衡功能. 2)立方体单面和立方体的动力学特性分析:分析立方体机器人的动力学特性,建立精确的数学模型;