一种虚拟室内场景对象调度方法

在具有真实感的虚拟场景中实现实时漫游是构建虚拟场景的关键技术之一。针对室内场景的漫游提出了基于观察者位置和视点方向的对象调度策略。该算法通过合理地载入场景中对象的LOD模型及有效的场景裁剪,极大地加速了漫游时的场景绘制速度,从而实现了在漫游中平滑无延迟地浏览虚拟场景。     

一种距离变化的波束线性插值算法

针对传统的线性插值算法插值精度不高和边缘不平滑的特点,介绍一种改进的线性插值算法,该算法不仅可以提高插值精度,而且还可以使图形边缘变得比较平滑。改进的线性插值算法不仅可以对数据进行整数倍和非整数倍插值,而且计算方法简单,易于实现。通过一个波束图实例在Matlab7.0环境下仿真演示插值效果并比较了插值计算的均方差。     

基于单点式力反馈器的虚拟装配研究

针对PHANToM Desktop力反馈器工作空间狭小的问题,提出改进的动态空间匹配算法和代理点移出视锥体时的漫游技术.首先分析设备工作空间在三维方向与视锥体的匹配关系,通过对x、y和z轴方向进行空间匹配,实现近视点处操作精度高和远视点处可视范围大;然后利用映射区外的工作空间进行视点漫游,可以扩展虚拟装配可视范围.在虚拟装配过程中,实时地计算代理点与零件间的接触力,并反馈给用户,使用户可以感知零件的几何外形与硬度特性等;同时采取弹簧质点模型计算约束力引导用户进行装配定位.     

一种基于多边形柱面全景图的虚拟漫游新方法

提出了一种基于图像绘制的多边形柱面全景图的虚拟漫游方法。利用普通的手持相机在一个多边形区域内沿某一路径拍摄并拼接多幅全景图,通过基于SIFT的特征点检测来计算深度,用狭缝图像插值来实现整个区域内的平滑漫游。该方法具有采样简单、虚拟场景真实感强,支持连续大范围漫游的特点。     

自适应变长线性拟合的多阵方位平滑同步方法

在多阵方位轨迹关联融合过程中,由于单阵输出方位的节拍和时刻不同需要进行同步并且在拟合过程中定长、定阶拟合函数与任意方位曲线存在失配问题,为此文章提出了一种自适应变长线性拟合方法。该方法首次采用分段线性拟合对方位轨迹正切值进行拟合,通过实时监测跳变点及平滑后的拟合效果(即连续在拟合线段同一侧的平滑前的轨迹点占平滑前总轨迹点数的比例),实时改变拟合线段长度。试验数据处理结果表明,该方法可以解决多阵方位同步问题,对各种方位轨迹曲线有较好的拟合精度且计算速度快,为后续多阵方位轨迹关联融合处理提供支撑。     

一种反梯度自适应插值算法

针对边缘方向插值算法计算量大、边界的处理效果不理想,而自适应放大算法对权值因子的选择太过简单的问题,提出了一种新算法。根据数字图像边缘区域的灰度值变化强烈,而非边缘区域的灰度值变化比较平滑的特点,在边缘处沿边缘方向作线性插值,非边缘区域则采用反梯度自适应插值的方法。试验结果表明,此算法不仅能降低运算复杂度,还能获得清晰的图像边缘,进一步提高了插值图像的视觉质量。     

基于正交匹配追踪算法的虚拟内插空间平滑DOA估计

针对正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit, OMP)算法在实际的波达方向(Direction of Arrival, DOA)估计应用中,测向分辨率较低且在相干信号环境下估计性能较差的问题,提出了一种虚拟阵列空间平滑DOA估计算法.以互质阵列为模型,通过在正交匹配追踪算法重构信号的基础上,使用虚拟内插的方法,构造均匀虚拟阵列,能够提高波达方向的估计精度,加入空间平滑算法,可以分辨相干信号.仿真结果表明,使用虚拟内插算法之后,空间谱图波峰更尖锐,且在信噪比为0 dB时,最高探测精度提高到2°,测向分辨率明显有所提升,同时加入空间平滑算法,可以有效地分辨相干信号,且在信噪比为0 dB时,最高探测精度提高为4.7°,验证了本文方法的有效性.     

一种实用的自由曲面上曲线插值算法

直接在自由曲面上构造曲线是非常实用的造型技术,实现在曲面上曲线插值的主要思路是将其转化为一般的曲线插值问题求解。基于曲面及其参数之间的对应关系,提出了一种实用的算法,即根据给定的曲面上型值点,首先在参数域平面上构造插值曲线,再将该参数域内插值曲线映射到曲面上,获得曲面上曲线,从而实现曲面上曲线插值的目的。给出了具体的算法步骤,并对参数曲线不在参数域内部的特殊情况进行了处理。图例显示该法具有满意的效果。     

大跨度结构随机脉动风场的快速模拟方法

针对传统谐波合成法计算量巨大、内存耗费多的缺点,研究了空间各点的分解功率谱密度函数曲线随频率变化的特点。在此基础上,提出采用三次均匀B样条插值方法来拟合分解谱密度函数曲线,引入矩阵Cholesky分解的优化递归算法来加速矩阵分解速度,同时利用FFT技术来减少谐波项合成所需要的时间。经过上述的改进,可以大大提高双索引频率下谐波合成法的计算效率。最后利用两个算例表明,这种方法可以高效、准确地模拟出适合大跨度结构的随机脉动风场。     

物流车辆路径问题的混合快速蚂蚁算法

通过分析快速蚂蚁算法的原理和易陷入局部最优的缺点,提出了将贪婪算法和快速蚂蚁算法相结合的混合算法求解物流车辆路径问题.混合算法在最优值未改进次数超过限定次数时,自动调用贪婪算法来寻找一个局部最优解,并调整相应路径上信息素的量.为保证解的多样性,对贪婪算法本身使用随机选择第一个客户的方法进行了调整.用计算实例比较并分析了快速蚂蚁算法、混合算法及其他算法应用到车辆路径问题上的结果,说明了贪婪算法使混合算法跳出局部最优的过程以及混合算法的不足之处.     

代数曲线的"种子点"有理Bézier插值

基于代数曲线的合理分割,提出了曲线段的"种子点"有理Bézier插值方法.详细地讨论了代数曲线的分段有理二次、三次Bézier插值算法,同时给出了任意次数的Bézier插值曲线的计算方案.定义了一种便于计算的新型误差,在新型误差概念之下,结合数值实验说明了插值算法的逼近精度高于已有的逼近算法.同时,插值曲线保持了原始曲线的凹凸性和G1连续性等重要几何性质.     

基于任意方向图像导数算法的边缘检测技术

针对图像灰度各阶导数的离散化表示方法和图像边缘最佳响应方向的确定等关键技术,本丈提出基于任意方向图像导数算法的边缘检测技术.该方法根据导数的定义建立数学模型,推导出计算灰度图像任意方向的一阶、二阶导数公式,通过分析待检图像的边缘特性,对图像进行多方向乃至全视角方向的灰度梯度计算和拉普拉斯变换,并输出最佳边缘响应.使用该方法与已有检测算子进行对比实验,证实了该算法的有效性并显示了其在边缘检测效果上的优势.     

基于TLP模型的智能AGV三维实时路径规划研究

目的为了更好地规划出最优可行路径。方法采用三层规划模型(TLP)改进的三维实时路径规划算法,首先从AGV的控制性能入手,基于现实场景的多重约束设定威胁等级函数,利用TLP和改进RRT优化算法规划出更加平滑的最优路径。结果目标函数及TLP的决策变量可以确保AGV准确到达目标位置。结论实验结果表明,所提算法具有更好的效率与效果。     

基于混沌粒子群优化算法的AGV路径规划研究

目的 优化物流AGV路径最优问题。方法 提出一种改进的混沌粒子群优化算法,采用基于Bézier曲线的路径规划模型,通过调整Bézier曲线的控制点数量,显著改善AGV轨迹路线的长度和平滑度。结果 采用混沌粒子群滤波算法（CPSO）最优化处理Bézier曲线的控制点数,引入适应度函数,评估是否满足终止标准,如果达到最大迭代次数或者在给定迭代次数时未修改最优解则终止CPSO算法,最后利用选取的控制点计算出更短、更平滑的轨迹路线,提高了算法的寻优能力。结论 采用CPSO算法初始化Bézier曲线可以获得更加平滑的最短路径。     

代数曲线的“种子点”有理Bézier插值

基于代数曲线的合理分割,提出了曲线段的“种子点”有理Bézier插值方法。详细地讨论了代数曲线的分段有理二次、三次Bézier插值算法,同时给出了任意次数的Bézier插值曲线的计算方案。定义了一种便于计算的新型误差,在新型误差概念之下,结合数值实验说明了插值算法的逼近精度高于已有的逼近算法。同时,插值曲线保持了原始曲线的凹凸性和G1连续性等重要几何性质。     

球面上G1插值曲线

用球面径向投影的方法解决了由球面上给定的点及该点处切平面上的单位矢量,来构造球面上的一条光滑插值曲线问题。首先,由球面上给定的点及该点处切平面上的单位矢量构造一条插值给定点及给定单位向量的空间3次Bézier样条插值曲线,然后再将此曲线沿球面的径向方向投影到球面上,就得到所求的限制在球面上满足插值条件G1连续的插值曲线。     

一种混凝土泵车臂架多姿态固有频率的数值算法

为方便快速计算泵车臂架任意姿态的固有频率,提出一种数值算法。首先基于传递矩阵法建立臂架力学模型,以快速计算其任意固定姿态的固有频率,并分析其结果的准确性;而后由大量姿态的位置及频率值,数值拟合出一个频率关于姿态的回归计算公式。对比力学模型,有限元模型,以及回归公式的计算结果。结果表明该计算公式在保证计算精度的情况下可以极大地减小计算量,缩短计算时间,同时验证了多元函数的混合拟合方法的可行性。从而对臂架动力性能分析,实时监测具有参考价值,同时对于其他学科该拟合方法也具有参考意义。     

基于边缘曲线光顺的图像放大算法

针对常规插值方法在图像放大时图像轮廓模糊的问题,提出了一种基于边缘的图像放大算法。算法包括边缘曲线光顺和插值放大两个步骤。第1步使用能量优化方法,从离散的边缘曲线数据恢复成连续而光顺的边缘曲线,这些曲线将图像分为若干个区域;第2步基于这些光顺曲线,针对不同的区域分别进行图像插值放大计算。使用该方法得到的放大图像边缘清晰光顺,实例证明该算法产生的图像质量高于常规算法。     

基于增强型边缘定向插值的运动自适应去隔行

为实现隔行扫描到逐行扫描的高质量视频格式转换,提出了一种基于边缘定向插值的运动自适应去隔行算法,主要包括空间加权边缘搜索、边缘定向插值、同极性场间的运动检测和运动自适应插值等。该算法通过增加对边缘的加权拟合和搜索消除伪边缘插值,通过增加边缘方向的预判断抑制反向插值错误,通过边缘搜索的提前终止减小计算量,通过同极性运动检测消除运动检测错误。实验结果表明,基于边缘定向插值的运动自适应去隔行算法在处理图像和视频流时均表现出优异的性能。     

一种参数三次样条曲线光顺优化算法

论文给出了一种基于修改因子和修改角度的平面参数三次样条曲线的优化光顺算法,该算法通过求解一个带有修改因子λ和修改角度θ的目标函数得到光顺后的型值点,插值光顺后的型值点得到光顺曲线。目的是使曲线的曲率变化均匀的同时,使光顺后的曲线与原曲线的偏差尽量小,此算法简单易行,计算量较小。