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蓬莱一中2016级陈韵霏同学自主招生材料公示

发布时间:2019-04-08 15:33:36???点击:
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1 无人机的发展情况与组成原理-创新课题研究成果表??????????????????????????????????????????????????????????

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课题负责人
陈韵霏
所在单位
bet356是什么_为什么上不了bet356_bet356身份验证
承担任务
组织者兼研究者
涉及学科
电子信息
课题名称
无人机的发展情况与组成原理
研究背景与选题意义
近些年来,无人机的发展给人类生活带来了极大的影响,无论是军事领域还是民用、商用领域,无人机的出现都给各行业带来翻天覆地的变化,与此同时,与无人机相关的法律法规制度以及科学技术水平都日益完善,这些都不断促进了无人机行业的发展。虽然无人机诞生于军事领域,但值得注意的是无人机离人类的正常生活越来越近,并有不断颠覆人们生活方式的趋势。 本次课题首先介绍了国内外无人机的发展历程,随后又详细说明无人机的组成及其飞行原理,最后探讨无人机在农业、商业、军事等多个领域的应用。
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无人驾驶飞机简称无人机,顾名思义是一种地面人员利用无线电遥控设备和程序控制装备等对其操纵的不载人飞机。操控人员可通过雷达对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输,以完成对目标的监视、侦查等任务。2018年7月29日据美国《国家利益》双月刊网站报道称,美军加大对无人机的重视,增大无人机空袭频率,扩大无人机行动的影响范围,以维护美国的军事和国家安全为名,利用无人机增加致命打击,此举使得无人机再次引发世界范围内的关注。与载人飞机相比无人机灵活机动,可以打破人体忍耐力的限制,实现长时间作业,最重要的是可让训练成本很高的飞行员远离危险,因此无人机在军事、农业等诸多方面的发展前景不可估量。
研究方法
文献比较研究:
通过查找文献的方式,对目前国内外无人机的发展历程无人机的组成及其飞行原理进行梳理总结,并针对无人机在农业、商业、军事等多个领域的应用进行探讨。
研究进度计划
2017.1.10-2017.2.10?文献搜集和阅读
2017.3.11-2017.4.11?研究思路设想
2017.5.1-2017.7.15?研究内容撰写
2017.7.16-2017.8.15 研究结论总结
参考文献
l?吴刚,周斌.国内外民用无人机行业发展回顾与展望[J].经济研究导.2016 (12):160-162
l?杨陆强,果霖.我国农用无人机发展概况与展望[J].农机化研究. 2017(8):6-11
l?邹湘伏,何清华,贺继林.无人机发展现状及相关技术[J].飞航导弹. 2016(10):9-14
l?戴大伟,龙海英.无人机发展与应用[J].指挥信息系统与技术. 2013(4)
研究思路
1.?无人机的发展情况
我国无人机的发展情况
国外无人机的发展情况
无人机科技公司的发展情况
2.?无人机的组成和原理
无人机的硬件组成
无人机的飞行原理
3.?无人机的应用情况
无人机在商业方面的应用
无人机在农业方面的应用
无人机在军事方面的应用
具体研究内容
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1.?无人机的发展情况
1.1我国无人机的发展情况
为什么上不了bet356中国无人机的起源可以追溯到前苏联的无人机拉-17,这是中国从前苏联那里获得的首批无人靶机。1968年,我国在拉-17的基础上研制出了国产靶机——长空一号。值得注意的是,中国无人机的研发历程,可以算是没有落下,而且具有良好的发展意识。1996年珠海国际航展上展出多款国产无人机,而国庆阅兵上也开始出现无人机方队,我国无人机的种类数量日益增长,用途也从军用发展到更广泛的民用领域。。2006年,汪涛在深圳创办大疆科技有限责任公司专注于消费级无人机,此后中国民用无人机市场开始迅速发展。无人机航拍,可以从高空捕捉全方位的运动图像,无人机快递运送可以实现轻小快件的运送,减少了人力投入,这些功能日趋成熟,使得无人机在日常生活中更为广泛。在未来的军事方面,无人机的隐身性能潜力巨大,而民用方面空中机器人的设想也已提上日程。
1.2 国外无人机的发展情况
1917年首架无人机问世,开始了其在军事方面的征途。后来英军还研制了大量的无人靶机,无人机开始轰动世界,无人机的发展渐入佳境。无人机在侦测、识别、诱导等方面有着显着优点,二战期间美英等国家将无人机和传感装置相结合,利用无人机执行侦察,情报收集等任务。目前美军“全球鹰”无人机飞行时间长达41h,作战效果良好。此外,现如今美国、日本、韩国等国利用无人机的高空作业优势,将其运用到农业上,进行植保作业、作物授粉等,可以及时掌握农作物长势,高空大规模喷洒农药,使美国等国的粮食资产率大大提高,给各国农业带来了不可估量的收益。
1.3 无人机科技公司的发展情况
目前我国比较知名的无人机企业也比较多,例如大疆、小米、零度智控等。目前来看,认可度最高的无人机品牌当属大疆,是生产民用无人机的专业大牌。大疆的出现填补了我国多项科技的不足,占据了全球民用小型无人机约七成的市场份额且具有良好的发展前景,尤其是在航拍、地质测量等民用领域。另外,2018年1月20日在极客公园创新大会上,大疆也阐述了未来目标,表明愿意提前走出舒适区,攻克难题。在欧洲,Parrot同样也是无人机行业的领军者,它的领军地位在AR.Drone问世后确立。Parrot从多个角度下手,打破消费级无人机的局限,面向农业、林业、环境监测等方面,不断收购无人机硬件、软件企业,这才使得Parrot能稳步发展。
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2.?无人机的组成和原理
2.1 无人机的硬件组成
无人机的硬件组成主要有两部分,一个是控制系统,主要有供操控人员发出指令的遥控器,信号发射与接收端,负责形成、发射并接受信号,及时对无人机的航道、动作等发出调控指令。另一个则是飞行系统,它有与控制系统相对应的信号接受发射端,供控制系统和飞行系统进行必要的联系。此外还由电机,电源,信号等组成,可对接收的指令,进行处理,从而改变旋翼的转速等,以实现对无人机飞行状态的调整。
2.2 无人机的飞行原理
当地面的操控人员要改变无人机的飞行状态时,会通过遥控器输入一个指令,控制系统便将此信号利用发射装置传输给机身上的信号接收器。然后根据对这个指令信号的分析,电机将电能转化成机械能,调整旋翼的转速等,最终完成指令。四旋翼无人机的原理与竹蜻蜓类似,通过旋翼和空气相互作用,产生升力,当升力大于重力时,无人机升空。悬停时,处于相邻位置上的旋翼旋转方向不同,机身所受的合力为零。若想要上升,则需同时加大四个旋翼的转速。如果想要朝向某一方向飞行,只需将指向这个方向的旋翼速度降低,同时提高其它旋翼的转速,以确保总升力等于重力,使飞机保持原有的高度。如果要实现在某方向上扬起,需在提高四个旋翼转速的同时,降低某一方向上的旋翼的转速。
3.?无人机的应用情况
3.1 无人机在商业方面的应用
在电子商务日益发达的中国,无人机的商业价值也逐渐被开发。无人机体积小质量轻,利用无人机进行航拍,可以从高空视角进行全方位的观测,其灵活的飞行角度,可以获得更全面的信息。无人机未来最具潜力的商用价值当数快递运送,例如,京东就有此方面的尝试,无人机运送大大节约了人力,也可缓解交通问题,提高快递的运送效率。相比较人力运输让快件在陆路上颠簸,无人机的应用使快递的完整性和及时性得到保障,使快递真正“快”起来。但无人机在法律方面还不够完善,有一定的操作风险,加之其成本过高,导致无人机在商业上的运用还不够广泛,尽管如此,无人机在商业上仍具有巨大的潜在价值,值得被开发利用。
3.2 无人机在农业方面的应用
无人机也可为农业带来极大的便利,例如喷洒农药,解放了农民的劳动输出,且可使农药喷洒均匀,提高农忙效率。此外,还可以与遥感技术相结合,实现对农作物的大面积检测,可根据区域比较,及早预防病虫害的发生等,提高粮食产量。我国农用无人机起步较晚,但其发展十分可观。之前大疆公司推出了一款智能农业喷洒防治无人机—大疆MG-1农业植保机。该机能在无药时自动记忆中断坐标点,补充药液后可返回中断坐标点继续作业,数据保护功能可有效保障飞控系统不受断电的影响。另外,民以食为天,无人机投入农业生产,可以提高粮食产量,对绿色农业以及食品安全有巨大的贡献,将来的农业无人机市场必将一片光明。
3.3 无人机在军事方面的应用
无人机在军事方面的应用主要有靶机、侦查和轰炸等,这也是无人机最初的应用。且相对于有人机来说,无人机灵活多变,可以打破环境的限制,也可以实现长时间作业,超高空作业,还可以实现出色的侦察、勘测等具有一定风险的任务。利用无人机潜入敌方上空,可以截获信息和图像,并及时传送。而诱饵无人机主要负责引诱敌人,诱使雷达等电子侦察设备开机,获取有关电波信息;模拟显示假目标,引诱敌方防空兵器射击。但无人机还存在一些亟待解决的问题,由于无人机占用的频带较宽,在同一战区内可供无人机使用的频率资源相当有限,当多站、多机在同一战区同时使用时,自身的电磁兼容问题也随之突显。此外还有可能出现与高空飞机的碰撞,以及保密性不够完善等问题,这也是军事无人机未来努力的方向。
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主要发现与结论
无人机的出现在军事、生活等方面更大程度节省了人力,提高了机械化水平,将人类的作业空间向高空延伸。而关于无人机隐身性能的探索,关于四旋翼无人机的载重问题等也终会在有朝一日得到解决。科学是不断发展的,改革、更新、完善是科学发展的大势所趋,人心所向,随着科学的进步无人机的发展也必将向着更高更强的目标,不断地创新、实践,在科技改造生活的道路上稳步前行。

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中学负责人签字:?????????????????????中学盖章
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学生本人签字:??????????????????
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2 简述人脸识别技术及应用-创新课题研究成果表
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????????????????????????????????? 创新课题研究成果表
课题负责人
陈韵霏
所在单位
bet356是什么_为什么上不了bet356_bet356身份验证
承担任务
组织者兼研究者
涉及学科
电子信息
课题名称
简述人脸识别技术及应用
研究背景与选题意义
随着各种模式识别方式的发展,用于处理人员身份识别的人脸识别技术也相应得到了很大的发展。基于采集人脸信息,进行验证、检验、追踪的人脸识别技术也在日益成熟,且人脸识别技术具有并发性、非接触性、非强制性等多种优良特点。此次课题学习首先分析比较了人脸识别与其他模式识别方式的差异,然后较为详细地介绍了人脸识别实现的三个过程:从使用采集设备采集图像,到运用多种算法进行特征提取,最后再与数据库的信息进行对比。尤其是重点介绍了三种特征提取方式,并分析比较了各自的优缺点。接着列举了人脸识别在实际生活中的应用:人脸追踪、人脸检索、人脸验证。最后总结了人脸识别的发展现状以及未来的发展趋势。
研究对象简述
人脸识别是模式识别的最为典型的一种,通过不同的方式提取人脸的特征信息,将采集到的信息与原有信息进行比较或检验,从而实现对身份的记录验证或对人员进行追踪定位。人脸识别在生活中也有广泛的应用,例如利用人脸追踪定位失踪人员或在逃人员,利用人脸验证识别对人员的身份进行验证等。在最近的一段时间里,利用人脸识别成功寻亲的案例数不胜数,2018年8月29日,海南省救助站利用人脸识别技术与警方的人员信息库结合对比,最终帮助一江苏籍男子找回失散11年的亲人。在种种案例中人脸识别功不可没,发挥的功能也越发强大,人脸识别终将会是一项造福人类技术。
研究方法
文献比较研究:
通过查找文献的方式,对目前现存的人脸识别与其他模式识别方式的差异进行分析比较,并针对人脸识别的发展现状以及未来的发展趋势进行梳理总结。
研究进度计划
2017.9.10-2017.10.10?文献搜集和阅读
2017.10.11-2017.11.11?研究思路设想
2017.12.1-2018.1.2?研究内容撰写
2018.2.10-2017.3.10?研究结论总结
参考文献
l?李武军 王崇骏 张炜 人脸识别研究综述 [J] 模式识别与人工智能 2006(19)58-65
l?朱冰莲, 王大为, 李明均, et al. 针对表情变化的三维人脸识别系统研究[J]. 仪器仪表学报, 2014, 35(2):299-304.
l?左腾. 人脸识别技术综述[J]. 软件导刊, 2017, 16(2):182-185.
l?陈奇毅. 浅析人脸识别技术的现状和发展趋势[J]. 通讯世界, 2015(13):50-51.
研究思路
1.?人脸识别的特点说明
其他识别方法的特点
人脸识别的特点
2.?人脸识别的实现过程
采集图像
特征提取
与数据库进行对比
3.?人脸识别应用
人脸追踪
人脸检索
人脸验证
具体研究内容
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1.?人脸识别的特点说明
1.1其他识别方法的特点
一般来说,生活中最普遍的人脸识别方式是用人眼直接观察,虽然比较方便,但由于人眼对图像的处理比较慢,而且有自欺的特点,因此观察效率低下,因此这样的方式有一定的局限性。由此多种更智能的识别方式,应运而生,如指纹识别,利用每个人指纹的差异,对指纹信息进行录入提取分析,来对身份进行鉴定识别,识别信息较快,目前在手机解锁和打卡签到等方面有较为成功的应用。但是指纹容易受到手指磨损等外界影响,加之信息录入程序略繁琐且能被复制, 因此指纹识别的性能还有些不足。同时虹膜识别视网膜识别虽然具备了非接触性的特点,但是采集速度较慢,导致应用较为不便,因此目前应用相对较少。
1.2 人脸识别的特点
相对于其他识别方法,人脸识别有着显着的优点,首先,它是非接触性识别方式,需要人的配合度较小,这样可以简化识别的运作过程。其次,人脸识别具有并发性,可以同时对多张人脸信息进行采集对比,加快了识别效率。再者,人脸识别具有非强制性,即利用可见光便可完成采集,因此可以在对方不经意间采集信息,增强了信息采集的隐蔽性。但同时,人脸是一个三维非刚性物体,表情、姿态、光源的不同使得同一个人的图像千变万化。随着不同算法的日趋成熟,人脸识别的优势定会日益突显。
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2.?人脸识别的实现过程
2.1 采集图像
人脸识别系统一般采用外置摄像设备采集图像,例如摄像头、照相机等,有些特殊的场合,甚至会采用红外摄像头或x光机,深度摄像机等获取更加丰富的图像信息。对于人脸识别技术,首先需要将图片或视频中的图像帧提取出来,以为后续识别提供数据。当用户位于拍摄范围内时,采集设备就能够自动开始有序采集图像,在采集的同时,也要求被采集者尽可能提供正面清晰的图像以提高识别的正确率,此外还需要注意被采集图像的完整性和分辨率。
2.2 特征提取
特征提取是把图像信息转变成一个计算机可以识别的数字信息后,从中寻找判别规律的过程。对采集到的图像进行特征提取是成功匹配的重要条件,特征的选择标准有多种。单一特征不能很好地反映人脸的全部有效信息,尤其在人脸面部有表情变化时,单一特征的分类性能会急剧恶化。
(1)基于几何特征的方法
这是最早使用的人脸检测和识别方法,该方法利用眼睛鼻子嘴等人的重要几何特征点,确定他们之间的相对位置、大小尺寸、角度等数据,将人脸表征成特征向量,或者是计算人脸轮廓的曲率和角度等数据。虽然该方法比较方便,且计算量少,特征比较易懂,但该方法也有下列缺陷: ① 从待测人脸图像中抽取出稳定的特征相对来说有难度; ② 该方法只是描述了人脸特征器官的基本形状与结构关系,忽略了整个图像中较多细节信息,而且识别率较低。
(2)基于模板的方法
该方法一般会提前在数据库内准备好各种标准化模板,然后将采集的人脸图像标准化,看作是二维图像,利用收集图像的人脸长宽比与合适的标准模板进行对比。这种方法比较直观,可以将人脸的曲线大致勾勒出来,但由于该方法过于繁琐且准确度较低,目前的应用也较少。
(3)基于像素的方法
将采集到的一张图片,按照像素为最小单位进行划分,根据每个像素点的颜色明暗等,让每个单元格分别对应0-255之间的不同数字(例如根据色彩从白到黑的程度划分不同的等级,分别对应不同0-255的不同数字),构成数字向量,这样就实现了图片信息的数字化。这种方法处理的信息量较大,计算过程也比较复杂,但其对信息的挖掘精细,因此准确率较高,目前有较为广泛的应用。
2.3 与数据库进行对比
在这一环节,将采集处理过的人脸图像与数据库提前输入图像的特征进行对比,主要目的有:对该人脸识别,即确定当前操作的人脸是属于数据库中的那个人的,以及对该人脸的核实,即确定该人的身份是否真的存在。特征提取中采取的算法是否能够精确地描述人脸特征,直接影响了人脸对比这一步的精确度和效率。主要可以利用提取得到的特征向量与模板进行匹配对比,通过计算两个向量之间的点乘与向量的模的乘积的比值,确定两个不同向量之间的夹角,夹角越小,即两向量越接近,通过比较夹角的大小,确定与收集到的人脸相对应的信息。同时,由于光照、角度、表情等微小差异,原图像的特征向量与新采集到的图像的特征向量,允许有一定的差值范围。
3.?人脸识别应用
3.1 人脸追踪
人脸追踪主要用于失踪人口寻亲或者追踪在逃嫌犯等领域。随着三维人脸识别系统以及算法的发展,非正面人脸识别已得到很大的提高,将丢失儿童或在逃嫌犯的照片输入系统,继而在大量的监控视频数据中,提取对比动态图像信息,锁定最匹配的人脸信息并保持追踪。
3.2 人脸检索
这项技术多运用于公司和学校的打卡签到,目前已有广泛运用。该应用需要首先在系统内输入工作人员的人脸信息。签到时只需靠近图像收集设备,随后签到人员的人脸信息将被采集,并与信息库内的数据进行检索对比,若匹配成功,则打卡成功。该项技术简易快速,需要人的配合程度低,且对于静态图像的识别度较好,因此,在这方面的应用十分广泛。
3.3 人脸验证
该项技术主要应用于海关车站等场所,对人员信息的验证。当被检测人员靠近采集设备时,人脸识别系统实时地对人脸信息进行采集,与数据库内的身份证等证件信息或其他原有的信息进行对比,可以检测被验证者身份信息的真实性。
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主要发现与结论
近些年来,在人脸识别领域,专家和学者们的研究热点逐渐转向了人脸表情分析和年龄评估等更为前沿和深入的领域。随着人脸识别性能的提升,其相对于其他模式识别的优越性必将日益展现。但是,人脸识别技术还存着一定的缺陷,如不同的光照环境下, 相同的人可能会出现不同的样子,就连肉眼也难以对其进行辨别,此外,人的姿态、年龄以及表情等因素也会在一定程度上对人脸识别技术的应用造成影响。人脸识别已经不仅仅是对人脸和模板进行匹配对比,也在逐渐的被应用于为不同年龄段的人提供不同服务等方面,或是对人脸的各种表情进行识别,从而进一步进行对心理等方面的分析。综上,人脸识别在多种领域有着广泛的运用,理所应当的成为当下研究的热点。
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中学负责人签字:?????????????????????中学盖章
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学生本人签字:??????????????????
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