应用形态学与图像流法的空间小目标提取方法

针对光电探测所得低信噪比图像序列,提出了一种结合形态学和图像流法的空间小目标提取方法。根据非线性滤波器在保护图像细节方面的良好性能,在图像预处理中采用非线性的形态滤波器进行背景估计和对消。在利用多帧图像进行目标提取时,针对多帧图像积累的有效性保证问题,采取了在积累前进行图像形态膨胀的方法,通过图像流法进行多帧图像航迹关联。形态操作中采用模板分解的措施大大减少了运算量。实验结果显示,采用该方法可以提取信噪比为2的小目标,验证了方法的有效性。     

基于数学模型的网络安全态势感知综述

网络安全态势感知研究对于增强网络的安全监控能力、应急响应能力和预测网络安全的态势发展具有重要的作用。本文旨在介绍几种基于数学模型的态势感知系统,并针对不同的网络环境进行应用,讲解不同的算法以及各种模型的态势感知优缺点,并对不同数学模型的态势感知系统选择提供建议。     

信息熵时序和树图用于NetFlow可视化的研究

针对NetFlow日志规模日益扩大、变化日益加快,致使管理和分析难度日益增大的趋势,根据网络安全可视化的思想,构建了一种用时间序列(Time series)图和树图(TreeMap)相结合的方式分析NetFlow日志的可视化系统(简称2T图系统),用以快速、有效地识别网络中的攻击和异常事件,掌握网络安全态势.该系统重点考虑了NetFlow日志中六个特征维的信息熵,通过构建时间序列图来从宏观上掌控网络状态,同时引入树图来深度挖掘入侵细节.系统还通过创建图像特征规则,从图像上直观分析攻击,发现感兴趣的模式.通过对VAST Challenge 2013年网络安全可视分析竞赛数据进行分析,证明该系统可以直观地从宏观和微观两个层面感知网络安全状态,有效地识别网络攻击和辅助分析人员决策.     

基于态势感知要素的心智模型构建方法研究

复杂信息系统具有执行任务难度高、态势环境多变、信息结构复杂等特点，从设计的视角出发，使用户具备持续且高效的态势感知能力是人机交互设计的关键目标之一。针对复杂信息界面探索基于态势感知要素的用户心智模型构建方法，以指导人机交互设计。以心智模型理论为基础，引入态势感知理论，以远程操控无人车路径规划任务为例，提取出完成任务所需的态势感知要素，在此基础上探讨用户心智模型的构建方法。基于态势感知要素的用户心智模型构建方法，可提升界面信息呈现、交互方式与用户心智模型的匹配程度，从而提升用户的持续性态势感知能力，为复杂信息系统界面交互设计提供新思路和理论支持。     

基于VTK的医学可视化系统实现

VTK是一个面向对象的可视化类库,是目前医学三维数据场可视化的重要工具。首先分析VTK类库及其可视化的工作机制;然后研究VTK加MFC的混合编程的方法;最后基于VTK类库,利用移动立方体面绘制方法实现三维医学数据的多种形式的可视化,该研究在辅助医学诊断和治疗方面有重要的实用价值。     

空间目标光度特性测量方法研究

空间目标的光度特性反映了目标的在轨运动状态,通过空间目标的光度测量可以判断空间目标在轨特性和进行空间目标的编目识别.比较了空间目标光度特性光度计和CCD测量的两种方法,并采用恒星比对的方法,得到了空间目标的星等数据,实验结果表明两种测量方法星等精度相当,但CCD测量可以在白天测量空间目标的光度特性.     

空间目标的光学偏振特性研究

偏振特性是光与物质相互作用所表现的重要特性之一,与物质的性质密切相关.空间目标偏振特性可能会因为特定空间目标组成材料和空间目标轨道不同而存在差异,因此为空间目标的探测和识别提供了科学依据.本文通过空间目标材料以及典型空间目标模型的多角度偏振成像特性试验测量,分析了空间目标偏振特性及其变化机理.结果表明,空间目标表面材料的偏振特性对于目标的识别具有很重要的作用,太阳能电池板的姿态对卫星的偏振特性影响尤为明显.本文研究可以为空间目标光学偏振探测与识别提供应用基础研究支持.     

基于Java3D的空间关联规则可视化原理与实现

空间数据挖掘可视化是空间数据挖掘研究的一个重要方面。可视化技术充分利用了图形和图像的表达能力以及人对于色彩和空间的敏锐的感知能力,使人机有机地融合在一起。本文在简述空间关联规则可视化基本需求的基础上,提出了空间关联规则可视化的一般方法,并进行用Java3D技术开发空间关联规则可视化工具的应用研究。重点在于分析利用Java3D技术进行空间关联规则可视化的基本原理和方法,并给出核心部分流程。最后将该技术应用于两个具体实例中,并给出实现的空间关联规则可视化界面。     

空间平滑局部保持投影用于ISAR目标识别

由于目标运动及其所处环境的复杂性,雷达目标数据之间往往呈现出局部的非线性,如果采用传统的线性子空间方法降维,必将会使雷达目标识别性能有所下降.基于以上原因,论文在详细分析ISAR二维像非线性流形结构特点的基础上,将流形学习方法中的空间平滑局部保持投影(Spatially Smooth Locality Preserving Projections,SSLPP)算法应用于ISAR二维像的特征提取和维数约简,并采用k近邻分类器对三类飞机目标进行了识别.与传统的子空间方法相比,SSLPP算法充分考虑了图像中各相邻像素之间的相关性,因而可获得更多的图像空间局部信息.仿真实验结果表明,与PCA、LDA、LPP等算法相比,该方法具有更好的识别性能.     

基于态势感知的汽车人机界面设计研究

目的 通过基于态势感知的智能驾驶汽车人机交互界面设计研究、实践与评估,为汽车人机界面设计提供指导.方法 以智能汽车自动巡航控制功能的切入场景为主要研究对象,通过文献查阅明确了驾驶员使用该功能的流程与应用场景.然后,介绍了态势感知相关理论模型,设计了不同状态下三层级的信息架构;最后,结合界面空间布局,进行了交互界面设计实践.结果 以态势感知的感知、理解、预测3个层级为基础,结合典型应用场景,分析了ACC功能中AR-HUD和W-HUD上的信息,通过信息架构设计、关键原型和典型效果图等设计实践对理论进行了可行性验证.结论 通过基于态势感知设计的人机交互界面能有效厘清信息的显示内容和过程,提高界面的可用性.     

飞机座舱数字信息界面交互设计与情境意识研究综述

目的 飞机座舱作为飞机安全高效运行的中枢,对座舱数字信息界面进行合理设计能够提升飞行员处理飞行数据信息及决策的情境意识水平,减少人为因素出错,提升飞行安全。方法 对现有民用飞机及战机座舱的主飞行显示器(PFD)、头盔显示器(HMD)、全景座舱显示器(PCD)等数字信息人机界面设计研究进行梳理和归纳,总结飞机座舱人机交互设计的发展规律和未来发展趋势。结论 从国内外研究综述表明,通过“机”的数字界面信息表征设计和“人”的情境感知、认知工效、认知体验研究,可以加强人机沟通与人机协作,改善飞行员获取飞机信息、判断与决策的认知绩效,有利于飞行员高质量完成飞行任务。     

Situational Awareness in Construction and Facility Management

Engineers and managers involved in construction and facility/infrastructure operations need situational awareness about the as-is conditions when making daily decisions and developing short- and long-term plans. Yet, currently situational awareness of engineers is often challenged due to missing data and the available data not being in a format that is easily accessible and actionable. Advances in reality capture technologies, such as 3-dimensional (3D) imaging, in-situ sensing, equipment on-board instrumentation and electronic tagging, streamline the capturing of the as-is conditions on job sites. The data collected from these technologies, integrated with building information models depicting the as-planned conditions, can help in creating and storing the history of as-is conditions of a facility to support a variety of decisions that engineers and managers need to make. While the opportunities associated with integrating building information models and data capture technologies are compelling, several challenges need to be addressed through research for effective usage of these technologies. Such challenges include assessing the accuracy of the data collected at the field, developing and evaluating data processing and data fusion approaches, formalizing integrated representation of building information models and sensor and other relevant data, and investigating and developing approaches for analyzing and visualizing such integrated information models. This paper provides examples of recent research studies done at the Civil and Environmental Engineering Department at Carnegie Mellon University that demonstrate opportunities associated with integrating building information models and sensor information for facility operations.     

基于集体记忆延续的社区情景性空间与设施研究

目的研究基于集体记忆延续的社区情景性空间与设施。方法通过城市社区现状与问题分析,研究如何推进社区公共空间设施设计。以艺术的方式提出积极解决社区公共问题的方案,从集体关怀的角度来探讨由记忆所关联的情景性空间的构建,以集体记忆为主题去发现解决问题的方法,并以具体的设计案例展开研究分析。结论超越寻常记忆场所的一般功能性或固化的象征性,使每个此情此景都能促成个人对集体行动的积极介入。悦然的情景空间将能够有效生成并促进和谐的社区秩序,作为集体意识的活性载体来达成社会共识。     

基于情境感知多维数据可视化的产品服务系统创新设计研究

目的产品服务系统使用过程是多种复杂交互行为构成的集合,复杂情境下用户需求不断变化,导致设计概念模型与用户心智模型不能有效映射,关于该问题一直没有得到有效解决。用户情境数据形成多维空间,大量数据之间存在规律与关联,需要更加直观的方法帮助设计师了解用户需求,辅助设计师迅速作出设计决策。方法运用数据挖掘与知识发现技术,通过信息可视化系统模型构建,对用户情境数据进行深入挖掘与视觉呈现,探索设计概念模型与用户心智模型的映射机制,实现产品服务系统中用户域—功能域—方案域之间的转换,支持产品服务系统的创新设计。重点研究有情境分类、情境感知多维数据挖掘、情境感知多维数据可视化、情境感知多维数据可视化的产品服务系统创新设计。结论研究成果将提高设计师设计决策的效率,解决产品服务创新设计过程中的模糊、迟缓、无效等问题。     

有限元分析结果的可视化处理方法

工程问题有限元分析结果的可视化技术是理解物理本质的有效辅助手段，本文利用物理场数值是连续变化的和颜色参数离散数值的特点，提出了用有限元结果结制彩色云图的新方法，详细论述了云图统一绘制方法的技术关键。以及实现的主要，并采用该方法，成功地解决了汽轮机转子温度场分析的可视化问题，实践证明，本方法具有使用简便，绘制效率高，易于推广等特点。     

情境视角下就地热再生车辆产品设计策略

目的针对就地热再生车辆商品化程度低、功能构建不合理等问题,从情境意识出发,探究情境视角下就地热再生车辆的创新设计策略。方法引入情境意识理论,对就地热再生车辆特征与问题进行分析,结合智能控制技术、人机交互研究与用户体验研究发展趋势,从设备转运、工程作业、用户操作、设备养护四个方面构建了就地热再生车辆的情境模型,并从完善功能结构、优化内外饰设计、提升人机舒适性、注重用户体验的角度提出基于上述情境要素的产品设计策略。结论情境意识理论的应用有助于设计者打破“功能第一”的思维局限,从更加系统、全面的视角把握设计需求,优化产品开发流程,最终实现产品功能完善、用户体验良好的目标。     

Methods for the Calculation of Unsteady-State Thermal Conditions of Isothermal Space Objects

A mathematical model is given, which describes unsteady-state thermal conditions of isothermal space objects (SO) of a convex shape. Calculations are performed of the surface-average temperature of SOs with a high thermal conductivity or of fast-rotating objects. Numerical results are obtained, as well as an approximate analytical solution which enables one to calculate the unsteady-state temperature of an SO having a sheath. The mathematical model has a general form for an SO of an arbitrary shape moving along a trajectory at a constant or variable distance from the Earth center. The first calculations are performed for an object of a spherical shape moving along a parabolic ballistic trajectory both at a preassigned angle of irradiation from the Sun and in the shadow of the Earth.     

基于情境感知的车载信息娱乐系统交互设计研究

目的从用户的生活习惯入手,了解用户驾驶出行的目的,以及在驾驶出行的场景中各种情境影响因素、遇到的问题,结合情境感知的技术,让用户在驾驶环境中更加自然地与车载产品进行交互。方法通过观察、访谈和问卷调查等方法,对白领用户出行这一问题进行定性和定量分析,总结出了关于驾驶出行的故事情境。并通过卡片分类、任务优先级排序等方法,得到行程管理、安全保障、信息传达、情绪舒缓和沟通分享这五大类任务,建立了基于情境感知的车载信息娱乐系统的设计模型,结合工作坊定位了"途易"车载信息娱乐系统的设计方案。结论在理论方面,提出了基于情境感知的车载信息娱乐系统的设计策略;在车载端的交互形式方面,提出了结合屏幕边缘的物理参考做屏幕分区域的定向手势滑动切换功能;在驾驶出行的流程上,考虑确定了车载端、手机APP和微信小程序3个模块的设计。     

基于图形思维的信息图形化基础课程体系的研究与实践

通过对思维学基础理论、视觉心理学及工程图学中图示图解思维方法的综合性研究，论述了“图形思维”与形象思维和逻辑思维的关系。具体分析了图形思维的基本概念及思维过程，介绍了一个新创建的并已初步实施的基于图形思维方法的信息图形化基础课程体系。为在高等教育中如何建立有效的培养大学生创造性思维的教学训练公共平台找到了一个切实可行的切入点。