利用最大仰角插值技术的通视性分析算法研究

针对点对区域的通视性分析问题,提出了一种算法．该算法只需对前沿边界点进行点对点通视性分析;而对内部点的可视性,根据地形空间连续性的原理,采用插值技术,利用前方点的最大仰角和可视性信息来判断．实验表明,该算法基本满足实时性的要求,同时具有较高的稳定性和精确性。     

基于蚁群遗传算法的三维飞行器航路规划

关于飞行器航路优化设计问题,航路规划是任务规划系统的一部分,是飞行器自主控制的关键技术.为了能够快速的寻找到最优航路且得到的航路有更少的制动点,在航路问题描述的基础之上,把蚁群算法和遗传算法相结合,提出了一种蚁群遗传算法的三维航路规划方法.设计了具有方差因子的航路评价函数,给出了一种关于面的规划空间的构造方法,并在规划空间中,进行蚁群遗传算法的种群初始化,所采用的遗传算子,给出了算法的流程.仿真结果证明了算法的正确性和有效性.     

具有多航路点的多机中期冲突探测算法

为了预测航路飞行中可能存在的潜在冲突,提出了一种适合于具有多航路点的冲突探测算法.针对具有多航路点的两机相遇几何,为了简化计算过程,将航路段划分成多个直线冲突段进行处理.对于多机情形,采用过滤方法过滤掉部分飞机对.由于实际的航路飞行中存在不确定性,因而采用计算冲突概率来表示冲突发生的可能性大小.最后定义了一种计算冲突概率的快速算法,仿真结果和原型系统表明了该算法的可行性.     

基于航路点搜索法的军用飞行器航路规划

为提高军用飞行器航路规划的效率和对威胁体的适应性,提出一种基于几何原理的、步进搜索的新航路规划方法:航路点搜索法。对禁飞区、雷达和防空武器、高山等地形障碍物进行建模,推导出航路规划时的代价函数。介绍在规划空间内如何选取航路点、使用航路点搜索法在获得的航路点中进行筛选,从而生成航路的过程和原则,并根据代价函数对规划出的航路进行寻优。通过算例对航路点搜索法进行仿真验证,结果表明,该方法简单有效,收敛性好,对威胁体的类型和数量不敏感,具有一定的工程应用价值。     

基于等高线建立DTM中平坦区域的一种处理方法

对构筑三角形网格建立数字地形模型进行了研究,给出了基于散乱点和边建立三角形网格地形模型的生成算法和数据结构。在基于等高线生成的三角线网格地形模型中,平坦区域不能反映地表真实形状,文中给出了平坦三角形的修正方法。根据这些理论和方法,在ＡｕｔｏＣＡＤ Ｒ１４ ｆｏｒ Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下,用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＶｉｓｕａｌＣ＋＋４．２开发研制了应用程序。     

基于三自由度飞行器模型的航迹发生器设计

针对飞行器航迹研究,捷联惯性导航系统的性能评估需要飞行轨迹数据和相应的惯性器件参数,但真实飞行数据较难获得,且不易灵活调整.为了仿真实际的速度、位置、姿态等飞行数据,设计了三自由度飞行器模型的航迹发生器.在建立三自由度飞行器模型的基础上,设计了飞行器的航路飞行控制方案,并实现了多航路点的飞行仿真与导航验证.实验结果表明,算法所产生的飞行轨迹数据和惯性器件数据过渡平滑、符合飞行动力学特点,并且通过调整参数设置能够方便地制定航迹,对于分析和提高捷联惯性导航系统性能具有重要的理论参考价值.     

基于改进ACO算法的无人作战飞机航路规划设计

为了使无人作战飞机能在敌方防区内以最小的发现概率和航路代价到达目标点,提出一种基于改进蚁群算法对UCAV进行航路规划的方法;首先,根据燃油代价和威胁代价设计了目标函数,并根据敌方防区威胁源生成VORONOI图,然后通过对信息素初始化方式、蚂蚁转移规则以及信息素更新规则进行改进以优化传统的ACO算法,最后定义了使用改进ACO算法对UCAV进行航路规划的具体算法;仿真实验证明文中方法能实现UCAV航路规划,且与经典ACO算法相比,文中方法具有较快的收敛速度和较强的全局寻优能力。     

基于轨迹点聚类的航路发现方法

为了加强对局部空域航路的掌握和管理,提出一种基于轨迹点聚类的航路发现方法。首先,针对根据真实数据的分布特点生成的仿真数据,采用预处理模块对轨迹数据的噪声进行削弱和剔除;其次,提出一种包括孤立点剔除、轨迹重采样、轨迹点聚类、聚类中心修正和连接聚类中心五个部分的航路发现方法,对航路进行提取;最后,对航路提取结果进行了可视化输出,并使用民航数据对该方法进行了验证。在仿真数据上的实验结果表明,在噪声强度为0.1°、缓冲区为30 km的条件下,所提方法的节点覆盖率和长度覆盖率分别为99%和94%;与栅格化方法相比,该方法具有较高准确性,能够对航路进行更有效的提取,达到了提取飞行器常见航路的目的。     

基于贝叶斯估计与区域划分遍历的四轴飞行器避障路径规划算法

为了提高利用图像处理技术进行四轴飞行器避障的实时性,提出一种基于贝叶斯估计与区域划分遍历的避障路径规划算法。首先,通过贝叶斯估计来对四轴飞行器采集到的视频图像进行预处理;其次,对采集到的图像进行障碍物概率分析以获取视频图像中的关键帧,最大限度地提高四轴飞行器的实时性;最后,对选取的图像帧进行背景差分实现障碍物识别,并通过实现基于区域划分的像素点遍历算法提高障碍物识别的准确性。实验结果表明,在保证障碍物识别性能的前提下,所提算法使四轴飞行器进行避障时的实时性有所提升,且四轴飞行器的理想轨迹与实际飞行轨迹的最大距离为25.6 cm,最小距离为0.2 cm。可见所提出的避障路径规划算法为四轴飞行器利用摄像头采集的视频图像进行避障提供了一种高效的解决方案。     

双目立体视觉中物点定位的一种快速算法

在分析了双目立体视觉中物点定位的最小二乘法和归一化的最小二乘法的原理和不足后,本文给出了 公垂线中点法的一种简便的计算公式并给出了相应的快速算法．实验结果表明,与最小二乘法和归一化的最小二乘 法相比,本文所提的快速算法不仅计算简单,而且具有更优良的抗噪性．     

Deep auto-encoder observer multiple-model fast aircraft actuator fault diagnosis algorithm

In the extended multiple model adaptive estimation fault diagnosis algorithm, the extended Kalman filter has theoretical limitations, and the establishment of accurate aircraft mathematical model is almost impossible. Meanwhile, there is no automatic method to optimally select the node number of deep neural network hidden layer. In this paper, a deep auto-encoder observer multiple-model fault diagnosis algorithm for aircraft actuator fault is proposed. Based on the empirical formula of the basic auto-encoder hidden layer node number selection (three layered neural network), the recursive formula for deep auto-encoder hidden layer node number selection are proposed. The deep auto-encoder observers for no-fault and different actuator faults are trained to observe the system state. Combined with multiple model adaptive estimation, the deep auto-encoder observer overcomes the theoretical limitation of extended Kalman filter, and avoided the calculation of the nonlinear system Jacobian matrix. The simulation results show that hidden layer node number selection recursive formula is useful. The fault diagnosis algorithm is more efficient and has better performance compared to the standard methods.     

裁剪自由曲面的隐藏线消除

以十字链表作为基础的网状数据结构为依据，提出了一种裁剪自由曲面的隐藏线消除算法，该方法省去了对图象空间或物体空间的划分及曲面片的分类、排序处理，直接采用一种邻域搜索法来确定网格点的可见性。     

一种三角形窗口线裁剪的新算法

本文详细描述了一种三角形窗口线裁剪的新算法。算法在编码的基础上引入了逻辑域的概念,消除了三角形的不对称性,从而引出简洁的可见性的判断条件,使明显不可见的线段的判断条件仅需一个,再在此基础上求出交点。并通过与Cyrus-Beck算法比较,验证了其优越性。     

线框模型投影图的消隐

不具有表面信息的三维线框模型投影到二维平面上,不能利用现有的立体投影消隐的方法来消除被遮挡线。提出利用包围盒与有向三角形相结合的方法,找出投影图中的相交边,通过投影模型计算距离并判断其相互的遮挡关系。引入遮挡矩阵存储遮挡信息弥补了投影降维后造成的深度信息损失。利用遮挡矩阵更新表示顶点间拓扑关系的连接矩阵,得到不含隐藏线的投影图。实验表明,算法稳定而高效。     

飞行试验航路规划方法研究与实现

光电系统挂飞试验对飞行航路有较高要求,一条能够满足试验各项约束的航路是试验按计划完成的前提。针对该问题,提出了一种基于可见性图的航路搜索空间构造方法;使用Dijkstra算法计算顺序两目标点间的折线路径;使用遗传算法计算代价最小的目标观测顺序;在得到的折线路径上计算得到满足最小转弯半径约束的航路。计算结果表明,这种航路算法能够有效规划出满足挂飞试验多约束条件的航路。     

Partitioning Trimmed Spline Surfaces into NonSelf-Occluding Regions for Visibility Computation

Computing the visible portions of curved surfaces from a given viewpoint is of great interest in many applications. It is closely related to the hidden surface removal problem in computer graphics, and machining applications in manufacturing. Most of the early work has focused on discrete methods based on polygonization or ray-tracing and hidden curve removal. In this paper we present an algorithm for decomposing a given surface into regions so that each region is either completely visible or hidden from a given viewpoint. Initially, it decomposes the domain of each surface based on silhouettes and boundary curves. To compute the exact visibility, we introduce a notion of visibility curves obtained by projection of silhouette and boundary curves and decomposition of the surface into nonoverlapping regions. These curves are computed using marching methods and we present techniques to compute all the components. The nonoverlapping and visible portions of the surface are represented as trimmed surfaces and we present a representation based on polygon trapezoidation algorithms. The algorithms presented use some recently developed algorithms from computational geometry like triangulation of simple polygons and point location. Given the nonoverlapping regions, we use an existing randomized algorithm for visibility computation. We also present results from a preliminary implementation of our algorithm.     

基于车道线检测与图像拐点的道路能见度估计

为了解决传统的能见度仪价格昂贵、采样有限,以及现有的一些视频测量手段需人工标记物、稳定性差等问题,基于车道线检测与图像拐点提出一种通过固定摄像机识别雾天天气并计算道路能见度的算法。与以往研究不同,在交通模型增加了均质雾天因素。该算法主要分为三步：首先,计算场景活动图,利用区域搜索算法（ASA）结合纹理特征提取待识别区域,如果在待识别区域内像素自顶向下以双曲线形式变化则判断当前天气为雾天,同时计算区域内图像亮度曲线的拐点;其次,基于可伸缩窗算法检测车道线,提取车道线端点并标定摄像机;最后,结合图像拐点以及摄像机参数计算大气消光系数,根据国际气象组织给出的能见度定义计算能见度。通过三种场景下的能见度检测,实验结果表明,该算法与人眼观测效果一致,准确率高于86%,检测误差在20m以内,鲁棒性好。     

融合阴影图和深度划分阴影体的阴影渲染算法

阴影图算法可以简单、快速地渲染硬阴影,但该算法渲染的硬阴影会在边缘区域出现锯齿状走样。受此影响,基于阴影图算法渲染的柔和阴影,在小尺寸半影区域依然可能会出现锯齿状走样。因此,要渲染无走样的柔和阴影,需要精确计算阴影边缘区域的着色点对点光源的可见性。深度划分阴影体算法可以精确地计算着色点对点光源的可见性,但其不仅在效率上不及阴影图算法,还无法实现柔和阴影渲染。针对上述问题,提出一种融合阴影图和深度划分阴影体的阴影渲染算法,对处于阴影边缘区域的着色点,使用深度划分阴影体算法精确计算该着色点对点光源的可见性;对其他着色点,使用阴影图算法快速计算该着色点对点光源的可见性。最后,将着色点的可见性值存储在可见性图中并滤波即可实现无走样柔和阴影的渲染。     

基于障碍物群的k全局相异最优有序路径查询

提出障碍k全局相异最优有序路径的查询问题,利用可视图的思想给出近似查询算法,通过作用集与障碍角度点的引入有效地减少构造可视图障碍对象的数量,分析查询点和数据点构成的线段与可视图的顶点和弧的关系,减少内部障碍路径的计算次数,实现算法的全面优化。实验结果表明,该算法具有较好的性能。     

摄影测量中一种非编码点的自动匹配方法

在极限约束法基础上提出了一种非编码点匹配的改进算法,首先采用极限约束法得到候选匹配对应点,然后按编码点位置将图像Delaunay三角化,缩小匹配范用。在对应Delaunay三角形内确定匹配点,若在三角形范围内仍不能唯一的确定匹配点,则通过交比不变性来实现对应点的匹配。本方法不限制标志点的粘贴位置,满足摄影测量中实际应用要求。