基于活动轮廓模型的人脸轮廓提取

在传统的snake算法基础上,针对人脸轮廓提取这一课题,提出了一种初始化snake的方法,并对传统的snake算法进行了改进。实验结果表明,该方法能够较好地提取人脸轮廓,并在精确度和计算量方面大大优于边缘检测算子方法。     

基于几何活动轮廓模型初始轮廓自动分割方法的研究

提出一种几何活动轮廓模型初始轮廓自动分割的方法。此方法综合利用了分水岭算法以及几何活动轮廓模型算法,通过利用人脸的肤色特征、结构特征等逐级判别原理,从而实现了自动分割的目的。实验结果表明,采用此方法很好地实现了目标对象轮廓的自动分割,基本可达到与人工干预相近的效果。此方法同样可以广泛应用干人脸检测、图像自动分割、视频监控系统等领域。     

虚拟手术中快速碰撞检测方法的研究

为了解决虚拟手术的快速碰撞检测问题,提出了一种新的基于层次包围盒的快速碰撞检测方法。文中基于虚拟手术中器官组织是软体模型且规模巨大,而手术器械是刚体模型且结构简单这一特点,从层次包围盒构造、包围盒树遍历和精确相交测试三个方面改进算法。仿真实验表明该算法能正确有效地处理虚拟手术中的碰撞检测,与标准库RAPID对比,随着软体模型规模的增大,该方法能显著提高碰撞检测的效率。     

布料仿真中基于精确力学公式的粒子模型

推导了一种用于布料仿真的粒子模型。该模型使用精确的力学公式构建布料模型平面内的拉伸与剪切变形,以及平面外的弯曲变形方程,并加以适当的简化。模型使用的参数全部具有物理意义,并且适用于任何三角面片网格,克服了传统的弹簧一质点模型中弹簧的弹性系数没有物理意义,并且只适用于规整网格的缺点。实验表明该模型具有良好的仿真效果。     

针对凹陷轮廓改进的主动轮廓模型

针对传统主动轮廓模型不能有效拟合凹陷轮廓的问题进行研究,从内部、外部能量两方面进行分析。通过模拟流体压力的思路对内部能量项中的弹性能量进行改进,提出一种针对凹陷轮廓改进的主动轮廓模型——Area Snake,并对其理论模型、实现细节和不足进行讨论。实验表明,Area Snake对凹陷轮廓有着较好的拟合性能。     

基于遗传算法的主动轮廓模型

由 Kass等人提出的主动轮廓模型 ,本质上是一条能量最小化的轮廓曲线 .它作为一种全新的采用自上而下机制的图象目标提取方法 ,由于它有效地利用了高级信息 ,从而提高了目标提取的速度和准确性 ,已经在数字图象处理和计算机视觉领域得到了广泛的应用 .原始的主动轮廓模型算法可以分为构造能量函数、推导欧拉方程、离散化和迭代求解 4步 .但该算法存在许多问题 ,为此在分析原始主动轮廓模型算法和一些改进算法的基础上 ,提出了一种基于遗传算法的主动轮廓模型算法 ,并给出实验结果 .实验结果证明 ,基于遗传算法的主动轮廓模型不仅成功地解决了原方法收敛易陷入局部最小值的问题 ,也提高了目标提取的成功率 .     

复杂断层轮廓集分段分面三角化表面重构

针对多嵌套、多分支任意复杂断层轮廓集的三角化表面重建,提出一种基于轮廓拓扑分类编码和结构识别的分段分面表面重构方法(DS-P).通过设计一种拓扑编码方案,提出确定轮廓匹配关系、分支及分支类型的准则;讨论了多轮廓合并、单轮廓分裂及嵌套分支、连通分支处理方法;设计了任意复杂断层轮廓集表面重建的软件系统架构和工作流程.实验结果表明,该方法应用简单、运算效率高、可靠性强.与经典方法和BPLI方法相比,文中方法不仅能更好地处理轮廓匹配中的二义性及分支问题,还能有效地解决导致BPLI方法失效的投影面内边重叠和多重交叉、轮廓嵌套、轮廓严重偏置、轮廓线释放等情况下的表面重构问题.     

基于区域的活动轮廓模型

基于区域几何活动轮廓模型已经成为目前最流行的图像分割方法之一。本文主要介绍了自Mumford-Shah模型提出以来基于区域几何活动轮廓模型的发展演变过程,分析其中几种典型模型,并对他们的优缺点加以评述,最后指出进一步的发展方向。     

基于恒定曲率变化的主动轮廓模型

随着主动轮廓模型（又称snake模型）被广泛应用于无人参与的自动化任务,人们对模型的鲁棒性和自适应能力提出了更高的要求.而传统内部力模型的收缩效应,过平滑作用,及缩放可变性,导致了内部力模型的参数调整困难,很难由程序自动进行调整.据此,提出了基于恒定曲率变化的内部力模型.该模型不仅具有缩放不变性,而且在保证轮廓光滑连续的同时,未引入其他的副作用（如收缩,过平滑等）,提高了模型参数的鲁棒性.实验结果表明,该模型精确提取目标轮廓的能力得到增强,能够成功提取存在高曲率位置的凹陷轮廓,而且内部力大小衰减迅速,对轮廓点的增删不敏感,保证了模型快速稳定地收敛到期望轮廓.     

增强现实环境下虚实物体遮挡判断方法研究*

探索了虚实融合的两种方法,即基于三角面片的虚拟物体重构法和基于虚拟模型的虚实融合方法。前者具有不需要对场景进行预处理等优点;后者虽然要进行预处理,且需预知真实场景的详细信息,但它实现简单,实时性好。详细研究与比较了这两种方法的具体实现方法及运行效率,通过在实验平台下的测试得到两种方法的详细性能指标,为增强现实挑选何种虚实融合方法奠定了基础。     

基于虚拟样机的级间分离系统仿真

结合运载火箭、航天飞机及其它二级入轨运载器的分离方式,提出了串联、并联轴对称、并联面对称三种级间分离方式。分析了建立样机所需重要的数学模型和样机系统的层次结构,在此基础上,在虚拟样机平台上实现了级间分离系统虚拟样机的设计,并使用该虚拟样机对可重复使用运载器的级间分离进行了仿真计算,得到了合理的结果。仿真结果表明,串联方式相对距离变化快,达到安全距离耗时短,侧向碰撞几率小;而并联方式相应参数取决于两级间分离力和力矩。因此,完全有必要在物理样机制造、试验前,使用虚拟样机提供必要的理论验证,确保飞行器设计的合理性和飞行的安全性。     

基于多agent的虚拟股市仿真研究

复杂适应系统的基本思想认为系统的复杂性起源于其中个体的自适应性。该文借助Multi-agent的建模技术,对真实股市和投资者的行为进行合理的约简,设计出具有自适应能力的股民(agent),通过自适应股民的相互行为,从而构建一个虚拟的股票市场。最后对仿真的结果进行分析并展望了未来的研究方向。     

Profile error-oriented optimization of the feed direction and posture of the end-effector in robotic free-form milling

In robotic milling of free-form surfaces, most existing studies tried to reduce the profile errors by optimizing the robot stiffness. However, the stiffness could not directly and rigorously reflect the milling performance to some content, especially, when the significant influence of feed direction on the profile error was ignored for robotic milling of free-form surfaces with large curvatures. In order to solve these problems, direct optimization of the feed directions and end-effector postures is theoretically formulated to seek the solution of a new profile error-oriented optimization model. This model characterizes the profile error in relation to the robot deformation caused by cutting forces, called force-induced profile error. The force-induced profile error is calculated and reduced at each cutter contact point on the free-form surface by comprehensively considering robot stiffness, free-form surface features, feed directions and cutting forces for generating feed direction and posture of the end-effector. The surface is partitioned into multiple sub-regions, in each of which the principle for determining the initial feed direction is proposed to ensure the smooth milling without abrupt change of feed direction. Robotic milling process of the workpiece with saddle contour is experimented. Feed direction and posture of the end-effector are generated by the proposed method and the existing method for comparative studies. Measured profile errors and photographs of machined surface indicate that the developed method can greatly improve the milling performance.     

化工过程仿真中的虚拟容器模型

许多化工过程的精确动态分析计算是一个大规模的刚性常微分方程组的求解问题。故在个人机上难以通过精确动态分析方法对其进行仿真。而传统的分段代数式表示模拟法往往顾此失彼,不能同时反映不同的过程机理。为此,提出了一种虚拟容器模型。一个虚拟容器可能对应于实际装置中的一个回流罐或一个精馏塔的数层塔板等,在其中规定简化了的物料汽液相比计算方法。每个虚拟容器被表示为仿真网络的一个节点,而网络的边则具有阻力特性。在个人机上对某加氢裂化装置的脱丁烷塔的开工过程进行了动态仿真,结果显示模型计算速度极快且趋势与实际吻合较好。     

球头铣刀柔性铣削力建模与仿真

本文建立了球头铣刀柔性铣削力模型,研究了任意进给方向的球头铣刀铣削力模型,在模型建立过程中考虑了刀具偏心、刀具变形和刀具振动物理影响因素,推导出了综合物理因素影响下的瞬时切屑厚度表达式.在此基础上对球头铣刀瞬时铣削力进行仿真对比分析,验证了建立模型的正确性.     

数控车削零件的仿真加工

本文介绍了数控车削零件的仿真加工技术。它采用CAXA软件生成NC代码,利用CAXA软件的CAM功能进行数控仿真,加载到VNUC仿真软件的计算机模拟机床里,模拟真实机床运动,最后通过数据线将G代码传输到实际机床,形成＂虚拟＋现实＂的仿真模式。这种模式弥补了CAD/CAM软件数控仿真的不足,将虚拟的机床运动与实际的数控操作融为一体,可使用户既掌握数控铣削加工的基本原理,又掌握数控系统操作的基本技能。     

VE中虚拟器件仿真与建模方法的研究

结合实际项目的开发,采用面向对象和组件思想提出了一种面向对象和基于组件的虚拟器件仿真与建模方法。面向对象的仿真与建模方法具有良好的直观性、可扩展性和可重用性。基于组件的仿真与建模思想来源于面向对象,但与面向对象的方法相比,基于组件的仿真与建模分析的粒度较大,可重用性更好。     

球头铣刀铣削表面形貌建模与仿真

为了研究铣削加工的表面形貌,文章给出了考虑刀杆柔性的螺旋刃球头铣刀的动态铣削过程模型,并基于广义加工表面创成理论、球头铣刀丸线模型和铣削运动模型,对球头刀动态铣削表面形貌进行了建模和仿真。     

无人机操纵模拟训练中的VR技术

本文介绍了VR技术的基本概念,阐述了虚拟现实技术的核心思想,给出了用虚拟现实技术创建无人机操纵模拟训练系统的基本方法,具体说明了其中系统的整体构成,最后给出了系统将来的扩展情况.     

虚拟企业模型并行仿真研究

随着各种全新的制造理念,特别是虚拟企业的出现,企业模型的规模不断扩大,使目前存在的大多数企业模型仿真系统的效率大大下降。该文针对此问题,通过深入分析虚拟企业模型结构,并在已有的构件化企业建模体系CEMS及其仿真系统的基础上,结合异步仿真技术和多线程技术提出了一种分层式企业模型仿真体系结构,为虚拟企业模型的快速高效的仿真提供了一种有效的方法。