虚拟河坊街全景漫游系统

利用基于图像的绘制(IBR)技术来建立具有真实感的虚拟环境是当前计算机图形学研究领域中的一项热门课题，也是虚拟现实技术中的关键技术。它以简单的图像合成代替基于三维几何的建模和渲染，加快了画面的显示速度，是建立特定三维场景的一种高效的方法。该文讨论了计算机图形学中的全景拼图技术，及利用此技术进行全景漫游系统的具体实现过程，整个系统分为全景图制作和交互漫游两部分，实现了真实场景的全景展示和交互漫游。     

一个基于图像的虚拟现实系统

简要介绍了基于图像绘制技术的特点及理论基础,重点阐述基于柱面全景图的方法,并在此基础上实现了一个虚拟现实系统。用这个方法,解决了全景图自动生成工具、场景的实时显示算法及全景图浏览器设计的技术问题。     

基于列车前向运动视频的全景图拼接算法

首先设计了一个基于前向运动视频的高速铁路运行环境全景图成像框架,在此框架基础上,提出了一种基于前向运动视频的全景图快速生成算法。最后,对所生成的全景图进行三维重建,模拟列车真实运行环境。实验结果表明,该方法在数据存储、数据的快速浏览等方面有着很大优势,并且可以用于铁路运行环境的自动检测、列车虚拟驾驶等方面。     

Kinect与二维激光雷达结合的机器人障碍检测

在Kinect相机和二维激光雷达结合的基础上,提出了一种适用于移动机器人、低成本的障碍物三维感知方法。该方法首先通过Kinect相机和二维激光雷达联合标定建立深度图像点与激光雷达测距点的对应关系,然后,融合二者的检测数据得到环境障碍物位置。具体步骤为:1）Kinect相机与二维激光雷达分别从环境中获取深度图像和二维激光数据;2）将深度图像转换成虚拟二维激光数据;3）根据联合标定得到的对应关系融合虚拟激光数据与二维激光雷达数据,得到障碍物的位置。实物测试证明该方法正确有效,可用于移动机器人对环境障碍物的判断。     

结合鹰眼导航自主漫游在大虚拟场景中的实现

在大虚拟场景中,因为对环境的陌生,人们往往会迷失方向,而自主漫游模式与鹰眼导航相结合能解决在场景中无法定位的问题.使用网页脚本语言(Java Script)架起三维虚拟场景与二维平面的桥梁,这样使两者同步运行在超文本置标语言(HTML)页面中,让漫游者了解当前所在大虚拟场景中的位置,使任何人都可以在该场景中畅游无阻.     

虚拟样机工程中的虚拟现实系统研究

为了提高虚拟现实(简写为VR)系统的性能,采用了虚拟场景显示与信息、交换分开的多层体系结构,利用可变长队列数据结构的并行扩展策略来提取虚拟样机产品的层次结构,并依据计算机视觉原理,利用二维视图和三维场景中点的对应关系,设计出了性能良好的路径编辑器,在提高VR系统性能方面提出了切实可行的措施,结果表明,在虚拟样机工程的实践中运用这些方法所设计的虚拟现实系统具有性能高的特点,证实了这些方法策略的有效性。     

航迹关联指派算法研究

为了解决多目标航迹关联问题,将假设检验方法和线性指派算法综合起来形成了检验优先和指派优先两类方法．针对3种典型算法在雷达探测能力受限或者目标密集场景下容易出现错误关联的问题,提出了一种改进的检验优先算法．该算法通过惩罚性地增加虚拟目标的关联代价来改善关联性能．设计最简单的二目标场景和多目标场景对该算法进行了仿真．仿真结果表明,该算法在目标密集和雷达检测概率下降时仍然能够保持较高的关联性能．     

建筑设计虚拟现实技术

目的 将虚拟现实技术应用在建筑设计中，实现建筑场景的虚拟现实设计．方法 通过分析比较建筑虚拟现实设计软件的特点．研究虚拟场景光线处理和建筑场景建模算法。构造虚拟场景模型．结果 将虚拟场景模型软件导入到建筑视景中，引入二维纹理贴图。增强了模型的真实性．结论 虚拟现实技术的方法提高了实时漫游速度．研究了二维和三维空间切换方法。使生成的建筑漫游场景立体感强。具有良好的交互性、实时性．     

稀疏采集集成成像系统

针对集成成像系统采用3DS MAX虚拟采集立体元图像(EI)阵列需要摆放大规模摄像机阵列难以应用到实际这个问题,建立了稀疏采集的集成成像系统.为了提高视差计算的准确率,提出采用颜色分割和积分投影的方法求取相邻图片每个颜色物体的视差平均值作为最终视差值.首先,在3DS MAX里建立虚拟场景和微透镜阵列模型.根据立体元图像(EI)和子图像(SI)之间的映射关系,采用通过先采集子图像再求取立体元图像的方法达到稀疏采集.对于渲染得到的图像采用基于颜色的图像分割法和积分投影法求取相邻图像中不同颜色物体的视差平均值,然后采用固定大小的矩形窗按照视差平均值平移截取渲染图像得到子图像.最后将子图像按顺序拼接,映射求取立体元图像用于立体显示.实验结果表明:原本需要59×41台摄像机才能拍摄得到的EI图像阵列仅需12×12台摄像机拍摄就可以得到,且立体显示效果明显.视差计算的误差率在水平方向和垂直方向均为0.433%,明显优于视差误差率为2.597%和4.762%的其它方法.文中方法更准确的实现方便快捷的集成成像稀疏采集系统,可用于大屏幕立体显示的EI内容采集.     

基于Cardinal的虚拟场景自动漫游算法

对于虚拟场景自动漫游功能,存在改进的折线法和Hermite样条插值法,这两种方法都不能彻底消除漫游中摄像机抖动的现象.为了彻底克服抖动,提出以Cardinal样条插值算法为基础的新方法:先用Cardinal插值计算出足够密的曲线点,再根据这些点在曲线上筛选等弧长的点,并用文件储存.在自动漫游的时候再根据等弧长的点和漫游速度切换摄像机.对于网络的应用,可用XML格式储存.基于Cardinal的方法可以彻底克服摄像机的抖动,使漫游曲线非常平滑.给出了一个Web应用的实例.     

基于仿射光流场的视频图像镶嵌技术

为获取宽视场的场景图像，提出了一种利用仿射光流场进行视频图像镶嵌的方法，首先根据光流约束方程，建立了关于图像间仿射变换参数的目标甬数，然后通过最小化目标函数计算出图像间的仿射变换参数，再根据计算出来的仿射变换参数实现图像的配准，最后通过图像融合获取无缝镶嵌场景图像．实验表明，该方法可以有效地避免误拼接，可以获得较好的镶嵌结果．     

Improved steering based on the virtual extend method for the microphone array

For the broadband microphone array, how to maintain the consistency of optimal array processing in the whole frequency band is the key problem, so an efficient virtual array extending method is put forward. This method is not only suitable for the single source scenarios, but also suitable for the multi signal source scene. Therein, from the signal model and the theoretical derivation, the problem which is caused by array virtual extending is analyzed deeply, such as array error and difficulty of its realization, then a robust method based on diagonal loading is proposed, and the method of how to select the load level is also given. Finally, the processing performance of the proposed virtual array extension method is tested and verified by theoretical analysis and detailed simulation results, and the conclusion is obtained that virtual array extension can improve the adaptive beamformer performance effectively. The proposed method is not only used for the uniform linear array, but also can be applied to the adaptive array with an arbitrary configuration.     

虚拟全景技术在农业生产中的应用

随着信息技术的发展,虚拟全景技术正成为农业领域的重要应用工具,它使人们在计算机上能进行360度全景观察,从而体验三维实体的视觉效果。本文介绍了基于图像的虚拟全景技术、全景摄影技巧、无缝拼接处理以及该技术在农业中的应用等。     

基于VRP的虚拟校园的设计与建设

针对虚拟校园建模复杂的问题,采用3ds max中的建模方法,有效减少了工作量并提高质量;针对校园漫游中建筑物,利用VRP设计进行信息展示,方便用户灵活查询建筑物信息。以北京石油化工学院为例,采用Autodesk CAD绘制了校园CAD平面图,完成了3ds max校园场景建模及VRP开发交互功能,构建了虚拟校园,再现了校园场景,为用户提供多种方式在虚拟的校园中漫游,环绕建筑物观察,获取建筑物信息,以达到熟悉校园的目的。     

摄像机运动参数实时跟踪算法

介绍了虚拟演播室系统典型结构,分析了带透镜径向畸变的小孔摄像机模型及采用径向排列约束求解摄像机参数的方法;提出基于相邻特征点间距比较/比值联合编码方案及特征点匹配算法,实现了高端虚拟演播室视景融合的核心技术。实际应用证明,在速度及稳定性方面具有较好的性能。     

基于智能组件的虚拟场景建模

针对目前三维虚拟场景建模效率低下的问题,提出了基于智能组件的虚拟场景建模方法.将场景建模设计为三个层次:概念建模层、映射层和场景生成层.在概念层使用本体对场景对象及对象间的关系进行描述,构建场景对象本体知识库,与最底层的组件模型库一起构成智能组件库.通过中间的关联层对概念建模层及底层实现层进行映射.将该方法应用于三维组态软件场景组态过程,结果表明,使用该方法降低了三维组态软件建立三维监控场景的复杂度和难度,即使没有三维开发经验的自动化工程师也能很轻松地建立三维监控场景,便于三维组态软件的推广.     

空间虚拟战场中传感器作用的可视化

以可视化的形式表现传感器作用,有助于对空间战场态势的理解和把握。首先设计了表示传感器原始作用范围的数据结构,并构造了该数据结构与地球球面求交、求切的计算方法和相应的结果绘制算法;然后研究了矩形传感器、复杂圆锥传感器等常用传感器的特征,并给出其原始作用范围数据生成模型;最后设计实现了基于一维纹理的脉冲效果来表示频率信息。基于以上技术实现了空间场景控件,可以支持快速构建空间战场可视化系统。     

凸轮反求系统的开发及重构精度的研究

对反求工程中曲线曲面重构这一关键技术进行了深入的探讨，对反求精度进行了全面的定义，并提出了反求误差的分析计算方法．在此基础上，以Visual C^ 为平台开发了用于平面凸轮反求的V1．0CARS反求系统．该系统具有测量数据处理、反算控制点、误差分析计算等功能．该系统还具有DXF图形文件接1：2，可以把反求结果送入通用CAD/CAM系统中进行运动仿真及数控加工．     

New method for camera pose estimation based on line correspondence

The key technology of the measuring method of pose shaking of unstable platform based on CCD lies in the camera pose estimation.A new method for camera pose estimation based on line correspondence is put forward in this paper.First,two appropriate lines are selected in the space to establish a local coordinate system,the remaining lines form three-line sets with these two lines respectively and then the angle depth of the lines of the local coordinate system can be obtained by using the linearity of interpretation plane;then the invariance of included angle between spatial coordinate system and camera coordinate system during rigid transformation is used to establish a constraint equation set of angle depth of three lines similar to traditional P3P,and the corresponding angle depth of the third line in the set can be obtained linearly by variable substitution;finally,the rotation matrix can be expressed with quaternion and the pose parameters of camera in the space can be calculated by singular value decomposition(SVD).The static experiment and dynamic experiment verify the accuracy and stability of the algorithm and that the camera pose shocking is within 1°and the 3σ error is superior to 0.3′.The method in this paper can be directly used in the micro-vibration measurement of experimental platform and robot navigation and other fields and is of important theoretical significance and engineering application prospect.     

基于JAVA3D的三维虚拟场景数据存取的实现

Java3D API是Java语言的3D图形用户接口，它的出现为Java语言在虚拟现实及Internet的应用注入了新的活力．但是Java语言的序列化功能并不直接支持Java3D场景图对象，为此，提出了一种新思路和方法，解决了应用中Java3D三维虚拟场景数据存取问题．