基于数字图像处理的海底三维地形重建方法

水下地形匹配辅助导航是目前导航领域研究的新方向,而分析地形匹配算法需要以水下三维数字地图为基础。为了得到满足匹配精度要求的海底三维数字地图,提出了一种利用GeoTIFF格式的海底地形图像重建数字高程模型(Digital Ele-vation Model,DEM)的方法:首先提取图像中的像素颜色信息和地理信息,然后通过数字图像处理技术得到水深数据规则网格,利用插值方法进行平滑处理,最后对海底三维地形进行重建并利用该图进行了地形匹配仿真。仿真结果证明了上述方法是有效地获取海底数字地图手段,为分析海底地形匹配算法提供了基础。     

基于多层B样条的海底地形生成方法

海底地形是海洋环境的主要组成部分,也是航海技术领域的发展新方向。通过对当前海底地形数据来源的分析,该文提出了一种利用电子海图水深数据模拟三维海底地形的方法。该方法以处理大规模散乱数据的多层B-spline插值算法作为基础．利用较少的水深数据生成规则格网的数学模型,进而构建真实的海底地形环境。最后进行了仿真工作,仿真结果证明该算法是可行的。本文提出的思路对海底地形的模拟具有重要的参考价值。     

基于Hausdorff距离的海底地形匹配算法仿真研究

地形匹配算法是海底地形辅助导航系统的关键技术之一。根据海底地形的特殊特性，传统地形匹配算法直接应用于STAN时，易出现定位精度大幅降低和算法不稳定性问题。该文提出一种基于地形轮廓匹配原理的新算法，该算法利用改进的Hausdorff距离作为水深实时测量曲线与海底地形图水深曲线之间的度量函数。改进的Hausdorff距离对匹配对象存在的小误差不敏感，在一定程度上还可反映空间两条曲线的方位关系，该算法定位精度高、稳定性好。利用某海域地形图进行的仿真实验表明：该算法是可行的，定位精度比现有算法提高一倍左右。     

基于混合粒子群优化的海底地形辅助导航算法

由于海底地形的独特特性,将传统地形匹配算法直接应用于海底地形匹配时,常常会出现定位精度大幅降低的现象,而且传统遍历搜索的庞大计算量也大大降低了地形匹配的效率。为提高匹配效率,提出了一种新的算法,关于混合粒子群优化的海底地形匹配算法。算法充分利用Hausdorff距离强抗干扰能力和容错能力的特点,采用平均Hausdorff距离作为相似性测度,并在搜索策略上,用了粒子群算法来加快搜索的速度,并提出将混沌局部搜索嵌入到粒子群算法中,形成了混沌思想的混合粒子群优化算法。通过某海域电子海图的海底地形匹配实验结果证明,算法能够快速求得最优解,使系统匹配误差（CEP）较传统方式降低了13%,计算量减少了18%,是一种很有开发和研究价值的海底地形匹配算法。     

大面积人工数字地图生成软件的设计与实现

为给地形匹配研究提供低成本、大面积、生成速度快的随机数字地图,开发了一种数字地图生成软件.选用二维离散AR算法产生模拟数字地形,采用小块地图拼接的方法生成大面积地图.用标准C语言编程实现地形数据的快速生成和调用,并根据要求可以任意加入威胁地形.建立了便于调用数据的地形数据存储格式.利用该软件生成大面积数字地图速度快,面积可以按需要设定,生成的地形符合实际地形特征.由于每次生成的地形特征可以不相同,所以该软件可为地形匹配研究提供有效的大面积地形数据.     

一种改进的地形熵匹配导航算法

提出了一种改进的地形熵辅助导航算法.因为地形熵算法丢掉了地形的相对位置信息及对地形数据做了归一化处理,使得其在地形跟随/地形回避中的应用存在着匹配误差容易发散的问题.基于此点,提出了基于卡尔曼滤波的惯性地形辅助导航方法,交互信息量等方法的地形熵算法,以改进该算法在地形跟随/地形回避中应用的性能.最后用matlab软件根据分形学中Weierstrass-Mandelbrot函数产生了模拟的数字地图,并对该地形匹配导航方法作了仿真研究,仿真结果表明该方法可以抑制误差的发散,并提高了地形匹配的定位精度.     

三维海底栅格地形在潜器路径规划中的应用

针对海底三维环境空间中的水下潜器路径规划问题,提出了一种采用蚁群算法在海底三维栅格空间中的潜器路径规划方法。对从海图中提取的水深数据建立三角网,经过随机中点位移插值后利用三角网内插生成规格网格数据,进而提出了海底地形栅格化处理方法,建立海底三维栅格化模型。对蚁群算法（ACO）进行了改进,定义了粒子的可视域。利用改进的蚁群算法在海底栅格空间中迭代求取最优路径。实验仿真得到了一条安全、简洁的路径,验证了该方法的有效性和可行性。     

自适应屏幕分辨率的海底地形建模研究

针对海底地形水深数据插值点数定量化计算问题,提出一种自适应屏幕分辨率的海底地形三维可视化建模方法.首先提取电子海图存储的稀疏水深数据,利用三角形内插法得到网格顶点高度值,接着将海底地形水平面均匀划为初始二维网格,然后自动获取显示设备屏幕分辨率,引入单元网格像素值定量化求解得到插值点数,最后采用多项式拟合法对初始网格顶点...     

基于激光雷达的多路径地形匹配算法

地形匹配技术是一种全天候的自主式辅助导航手段,在航空和民用领域都有着广泛的应用。例如,在导弹飞行过程中,采用地形匹配技术辅助惯性导航系统,可以得到更加精确的定位结果。目前巡航导弹所采用的算法是基于单一路径地形高程序列的;但是单一路径地形匹配算法的定位精度较低,并且需要较长的定位距离和时间。提出了基于激光雷达的多路径地形匹配算法,综合利用多条路径的高程信息,可以大大提高定位的速度和精度,缩短定位距离;仿真结果验证了结论的正确性。     

基于DSP和FPGA的海底地形匹配辅助导航系统设计

针对海底地形匹配辅助导航系统中需要多路数据同步接收、匹配结果实时回传的特点,设计了基于DSP和FPGA的多通道实时地形匹配辅助导航系统。该系统通过高性能通用DSP芯片实现实时海底地形匹配算法,通过基于FP-GA的SOPC技术实现多通道数据通信接口和数据流控制,具有电路结构简单、对外接口灵活、功能易于扩展、系统结构可重配置的优点。软件仿真和现场试验结果表明,该系统能够良好的满足水下潜器对于海底地形匹配导航系统的实时性、稳定性、扩展性和体积功耗等方面的要求,具有良好的工程应用前景。     

Fast horizon computation at all points of a terrain with visibilityand shading applications

A terrain is most often represented with a digital elevation map consisting of a set of sample points from the terrain surface. This paper presents a fast and practical algorithm to compute the horizon, or skyline, at all sample points of a terrain. The horizons are useful in a number of applications, including the rendering of self-shadowing displacement maps, visibility culling for faster flight simulation, and rendering of cartographic data. Experimental and theoretical results are presented which show that the algorithm is more accurate that previous algorithms and is faster than previous algorithms in terrains of more than 100,000 sample points     

基于实时地形校正的InSAR图像匹配算法

针对侧视雷达/可见光图像匹配制导系统中由于雷达图像地形畸变引起的误匹配问题,提出了一种基于干涉合成孔径雷达（InSAR）的实时地形校正图像匹配算法。该算法以侧视雷达成像几何构象为基础,利用InSAR获取的实时地形数据对获取的SAR景象数据进行实时几何校正,生成无畸变的SAR景象数据,然后利用校正后的SAR景象数据与提前安装的可见光基准数据进行基于去均值归一化互相关模板的图像匹配。实验结果表明,通过实时地形校正,该景象匹配算法在复杂地形区域的匹配概率和匹配精度都大大优于传统SAR景象匹配算法,有效地提高了SAR图像匹配制导技术的适用性。     

顾及沟谷结构特征的数字地形模拟生成方法

利用计算机模拟生成的数字地形,其真实感很大程度上来源于其包含的与真实地形相似的结构特征和空间关系。为了使模拟生成的随机地形具有流水地貌中水系与地形相互套合的空间形态关系,引入一种新的数字地形模拟生成方法。该方法利用受粘结系数和平均场参数控制的受限扩散凝聚（DLA）模型生成谷底线,并在此基础上利用逐级膨胀操作模拟生成数字地形。实验结果证明,使用该方法生成数字地形在过程上具有良好的可控性,在形态结构上具有随机性,且具有类似于自然环境中的树状沟谷结构特征。     

低空突防视景系统的三维建模与实时仿真

首先介绍了低空突防视景仿真系统的功能和组成,然后基于标准数字地图,对地形地貌场景进行了三维建模,同时利用碰撞检测技术进行地形匹配和威胁判断,为飞机进行实时定位.最后在PC图形工作站上实现了满足实时性要求的低空突防视景仿真系统.     

基于非编码矩阵键盘的数字音乐电子琴的仿真和实现

数字音乐电子琴是面向社会娱乐休闲和各个层次学生的不错选择。结合指导学生单片机实训课程教学中的选题,采用了图表与文字结合的方式,对数字音乐电子琴的开发做了进一步的研究和完善。仿真和实现结果表明数字音乐电子琴在现代生活中是可以尝试的新选择,单片机具有强大的控制功能和灵活多样的编程实现功能,它可以为我们现代生活不断带来新的挑战。     

虚拟坦克装甲车运动仿真中的地形匹配算法研究

本文针对不规则三角形TIN地形数据,提出了一种新的虚拟坦克装甲车运动仿真的地形匹配算法,该算法是根据坦克装甲车与地面接触的特点,用四点来匹配车与地面的接触。此算法可以很好地解决坦克装甲车的运动仿真中的地形匹配,且满足实时性要求。     

用于TF/TA仿真试验的数字地形模型研究

采用数字仿真方法进行TF/TA实验时,需要生成飞行器在实战中可能遭遇到的各种真实地形场景。为了借助计算机模拟方法产生所需各种复杂多变的数字高程模型,提出了改进分形几何法和数学函数法来自动生成数字地形模型的方法。前一种方法可以根据需要控制地形的光滑度,可以为视景仿真系统提供具有细部特征的真实感地形;第二种方法产生的几种典型地形突出了不同地域的地形特点,多用于TF/TA算法的验证。大量的仿真结果说明了这些方法的可行性。