光电经纬仪实时可视化仿真系统

经纬仪实时可视化仿真系统可用于操作手训练和经纬仪测试,构建了经纬仪仿真系统总体功能结构,主要完成经纬仪场景仿真和跟踪状态解算.论述了场景仿真中 CCD 虚拟相机成像模拟、目标轨迹仿真、目标脱靶量求取、背景云图模拟和实时图像效果添加等关键技术.建立了经纬仪跟踪控制系统 simulink 模型,通过 Real-time Workshop (RTW)生成了模型代码,并进行相应改写建立了跟踪状态解算模块.采用 VC++,Vega,OpenGL 和OpenGL 着色语言(GLSL)开发了仿真系统,实际应用表明,实时性良好,不需接入实际经纬仪系统,进一步降低了训练的成本,并能帮助实际系统进行测试、分析与设计.     

基于虚拟仿真的龙门机器人板材智能分拣系统及方法

在木门加工生产线上,针对龙门机器人对不同尺寸板材分拣的需求,本文提出了一种基于虚拟仿真的龙门机器人板材智能分拣实验系统。该系统基于Unity3D软件平台开发,搭建了龙门机器人分拣任务虚拟仿真场景,并在虚拟仿真实验场景中完成了虚拟数据集采集、相机标定以及手眼标定。针对不同尺寸的板材分拣任务,本文提出了基于板材的矩形角点势自适应识别的智能分拣算法,首先利用目标检测模型在局部区域内对板材进行角点检测,由双目成像原理恢复出的角点三维坐标计算板材尺寸和目标板材的抓取位姿,以此完成木门的分拣。该方法在相机采集图像过程中出现板材被遮挡的情况以及在板材复杂纹理和复杂背景的情况中更为鲁棒。此外,该方法完全在虚拟仿真环境下进行开发测试,不仅节约成本、安全高效而且方便进行多种测试方案的改变,对于向真实场景进行算法迁移和开发具有积极作用。实验结果表明,本文提出的方法可以完成龙门机器人板材智能分拣任务,对设计木工家具制造过程中龙门机器人智能分拣系统具有指导意义。     

基于三维模型的多姿态人脸识别

提出了一种利用三维人脸模型匹配二维人脸图像的分层人脸识别方法和基于模糊数学的人脸姿态角度估计算法.对多姿态二维图像进行姿态空间划分,利用主成分分析方法(PCA)形成多姿态特征脸.识别过程首先估计测试图像姿态和模糊姿态角,在估计的姿态空间内采用基于PCA的方法进行第一层识别得到候选个体,然后利用候选个体的三维模型结合模糊姿态角产生虚拟图像,利用相关进行第二层识别.实验结果表明,该方法对姿态的变化有较好的鲁棒性.     

基于场景平面结构的增强现实方法

提出了一种基于场景平面结构的增强现实方法.首先,选定图像序列中的两帧对目标场景进行局部的三维重建;然后,选择场景中某一平面作为处理和跟踪的对象,通过交互指定该平面内矩形的四个顶点作为虚拟对象的嵌入区域并建立局部参考坐标系,从而实现虚拟对象与三维场景的迅速对齐;最后通过鲁棒的场景平面跟踪算法实现虚拟对象在整个图像序列中的真实感嵌入,完全允许嵌入区域被部分遮挡的情况.真实序列图像的实验结果及对算法的分析验证了方法的有效性和可行性.     

基于真实场景的大规模虚拟人群的快速生成方法

利用Poser的三维人体建模功能和3DS MAX强大的修改功能,结合MAXScript脚本语言,实现了对三维人体模型骨架的自动生成、匹配和蒙皮.通过对人物动作的建立与分解,实现了连续多个人体三维模型的生成与导出,并由此建立了一个包含不同人体及动作姿态的角色库.通过调用库中的角色,并将由图像信息获得的人群分布参数赋予这些虚拟个体人,实现了基于真实场景的虚拟人群快速生成.     

面向环境适应性的无人机飞行姿态模拟器设计与仿真

针对无人机开展不同飞行姿态下的环境适应性试验,设计一种可以模拟旋翼无人机不同姿态的飞行模拟器,并采用联合仿真的方法对该模拟器进行虚拟仿真分析。首先,介绍飞行姿态模拟的结构设计及使用场景。然后,阐述联合仿真的技术方案,并分析伺服控制系统的基本原理。最后,搭建飞行模拟器的机-电联合仿真模型,建立基于速度闭环的控制系统,进行阶跃信号和正弦信号跟踪仿真。仿真结果显示:伺服系统的最大超调量为8.25%,最大调整时间为0.75 s。分析结果表明:设计的无人飞行姿态模拟可以有效模拟旋翼类无人机的飞行姿态,提出的联合仿真方法有效,具有实际的工程应用价值。     

虚拟电影制作中的协同摄影及动态遮罩技术研究

虚拟电影制作已经成为未来电影制作流程的必然发展方向。虚拟电影制作是使用计算机虚拟技术来辅助甚至取代传统电影拍摄制作的某些环节,对传统的电影制作流程进行虚拟化,实现在虚拟环境下实时交互地进行电影制作。图像合成技术用于将不同的图像元素合并到同一幅画面里。数字图像合成所必需的几个因素是像素值、遮罩、Alpha通道,在合成过程中还需要对不同元素之间的遮挡关系进行正确处理。针对图像合成中图像元素之间存在的动态遮挡关系变化,目前仍没有自动化的解决方案。本文提出了一种动态遮罩技术,通过实时跟踪人物与摄像机的距离,并动态地对三维虚拟场景进行分层,从而实现人物与三维虚拟场景之间遮挡关系的动态变化。     

基于测试图像的背景杂波量化尺度评价

为了合理量化光电图像的背景杂波,针对采集的测试图像,用边缘概率尺度、统计方差尺度和相位相关尺度等三种背景杂波尺度进行了计算.以目标获取性能统计结果为基础,对这三种尺度的性能进行了验证.研究结果表明边缘概率尺度性能比较稳定;统计方差尺度的性能受图像中灰度起伏的影响比较大,对于背景的统计方差均值与目标的显著性不一致的场景,不适于用该尺度进行杂波量化;而相位相关尺度的性能受均匀背景的影响比较大,更适用于整幅图像所含信息量比较大的情况.     

ADAS系统测试平台设计及实现

为实现ADAS系统的仿真测试,解决传统实车验证存在的测试成本高、周期长、场景不可复用、无法定量分析等问题,设计实现面向SAE 2级的智能网联汽车系统级测试平台。提出利用PreScan软件进行交通场景仿真及虚拟传感器建模、CarSim软件进行车辆动力学建模,建立涵盖真实底盘执行系统的测试平台方案。基于ISO 15622中定义的典型工况进行仿真分析,搭建ACC功能涉及的Cut-off虚拟交通场景;基于试验数据,对车辆动力学及虚拟传感器进行参数化建模;测量HWT时间,实现法规要求参数的定量分析。构建的测试平台能够为ADAS系统提供完整的"人-车-路"仿真测试环境,为国内进行ADAS系统测试评价提供一个良好的研究平台。     

结合运动仿真与阀信号检测的ESC HIL测试研究

为内置集成车辆姿态传感器的ESC能够进行完整的功能和故障安全策略测试,提出在硬件在环(HIL)仿真测试技术中融合运动仿真及电磁阀信号检测方法。三维运动转台通过模拟车辆三轴运动实现对车辆姿态传感器的运动激励;液压控制电磁阀信号检测单元通过霍尔传感器直接对线圈磁场强度进行感应,再通过参数标定实现对阀控制电流的准确采集,继而驱动液压调节器模型;基于悬架KC及轮胎动态试验等数据对整车系统模型进行参数化与调校,使之与实车特性具有较高的一致性;对功能测试内容及各类故障模式进行分析。构建的ESC HIL仿真测试系统平台能够为集成式ESC提供完整的虚拟整车运行环境,开发的测试评价规范可以作为对ESC控制进行评价的有效依据。