Frenet坐标框架下的自适应避障算法

目的 解决包装车间无人运输车辆在沿全局路径行驶过程中,难以同时保证跟随轨迹平滑及规避障碍物的问题。方法 构建Frenet坐标框架,描述车辆位姿与全局路径的相对关系,利用五次多项式生成多条待选局部路径;采用障碍物势场法模糊处理包装车间障碍的外形轮廓,并设置膨胀区间;结合待选路径采样点经过障碍物膨胀区间得到的碰撞值,以及采样点与全局规划路径的偏差值,综合评估路径的避障能力,筛选出最优的避障路径。结果 该算法能根据障碍物的大小,动态解算出与全局路径偏移量小且运动连贯的局部避障路径。结论 所提算法使得车辆完成运输任务时的效果更好,且效率更高。     

交互式电子白板的坐标转换算法

针对常用坐标转换定位算法精确度和效率较低的问题,提出一种基于透视变换原理的定位算法。根据4个初始定位点的坐标信息,确定反映点与点之间空间映射关系的单应性矩阵。定位完成后,利用该矩阵进行简单运算即可完成坐标转换。实验结果证明该方法稳定性较高。     

基于GPU粒子系统的大规模场景高效雨雪实时模拟

粒子系统实现的雨雪效果能有效增强三维场景的真实感,传统基于中央处理器（CPU）运算模拟的粒子系统占用了大量CPU运算时间,难以达到实时模拟的要求。为此提出了一种基于图形处理器的（GPU）运算的粒子系统来模拟的雨雪场景。该方法通过在GPU中重复使用消亡粒子在视点坐标系内生成新粒子,并在几何着色器中将粒子的点坐标转换为矩形坐标,将CPU从复杂庞大的几何运算中解放出来,从而大幅增加了场景绘制的微粒数,使雨雪场景模拟的实时性和逼真度得到增强。     

基于高精度导航设备的海上多传感器配准算法

对海上多平台多传感器误差配准问题,利用平台的高精度导航信息将各传感器的量测数据转换到地心坐标系下,构建关于传感器偏差和舰艇姿态误差的伪测量模型,采用卡尔曼滤波对配准误差进行在线估计和补偿.算法较好地解决了传统的基于球极投影误差配准技术受地球曲率影响的不足,并突破了离线配准算法假定配准误差恒定的限制.仿真实验结果验证了算法的正确性和有效性.     

利用QAR和DEM的机载气象雷达地杂波仿真方法

地杂波是降低机载气象雷达性能的一个关键因素。利用数字高程模型（Digital elevation model,DEM）精确计算不同地形的电磁散射时,本文提出了将经纬度变化量转换成距离变化量的方法,简化计算,并修正了俯角和擦地角计算。然后根据气象雷达方程建模地杂波,按照WXR-2100的实际参数设置雷达参数,结合快速存取记录器（Quick access recorder,QAR）反演的航班飞行参数,分别高保真地仿真了起飞和巡航两个阶段机载气象雷达不同工作模式下的杂波图,反映了实际的运行情况,最后建立了杂波图数据库。     

运动物体的头戴式视线追踪控制系统设计

设计了一种基于嵌入式的头戴式视线追踪控制系统.它将实际运动物体作为控制对象,以人眼为控制源,采用图像处理算法和坐标映射模型,实现视线追踪技术.通过质心检测和椭圆拟合算法的比较与优化,系统定位瞳孔中心的角度误差精确到1.4°以内,再利用最小二乘法进行视线空间坐标变换,最终控制运动对象移动到注视点.实验结果表明,人眼距离被控对象2 m内时,被控对象的定点误差在5 cm内,系统响应时间在0.3 s内,满足用户日常操作要求.     

网格特征均衡化编辑

针对目前缺少从特征分布的角度来研究多边形网格编辑的问题,提出一种基于特征均衡化的网格编辑算法.首先对网格域上的坐标值作均衡化处理,使网格特征重新分布,再通过求解稀疏线性方程组得到新的网格模型,达到编辑网格和增强特征的目的;然后结合网格顶点和三角形重心约束在保持基本形状的基础上对网格特征进行编辑;最后通过显式地编辑网格模型的特征分布来隐式地改变模型的形状和特征.实验结果表明,该算法从网格模型内在特性出发寻找模型的内在控制机制,隐式地将整体形状控制与细节特征控制结合起来,为网格编辑和特征优化提供了新的思路.     

基于肿瘤细胞断层图像轮廓的三维极坐标插值方法

利用“细胞CT”——激光扫描共聚焦显微镜可以获得肿瘤细胞三维断层图像,实现肿瘤细胞三维可视化,具有重要临床及科研意义。本文提出了一种针对细胞断层图像轮廓的三维极坐标插值方法,以图形形态学中心为极坐标原点,将轮廓点转换为极坐标表示。按极角采样获得离散轮廓点数据,综合多层轮廓信息,依照表面轮廓变化趋势,进行均匀三次B样条拟合完成插值。并针对肿瘤细胞核常见的分支核结构,利用曲率角点检测和数学形态学相结合的方法实现轮廓分割,并采用基于阈值半径的轮廓匹配方法实现分支轮廓对应,继而实现细胞分支核插值。结果显示,本方法可实现细胞及细胞核的三维插值,插值后轮廓表面三维重建表现出良好的曲面光滑性和连续性。极坐标插值数据可为细胞三维形态结构测量提供便利。     

图像中对数螺旋线的拟合

针对图像中存在的对数螺旋线形状,提出了一种有效的对数螺旋线拟合方法。首先根据螺旋线的性质将已知图像中螺旋线的中心点约束在一个较小的区域内进行搜索,然后将从图像中获取的直角坐标系下的数据点通过坐标变换转换为能用直线形式表示的数据点,将对对数螺旋线的拟合转换为对直线的拟合。这一方法能快速、准确地拟合出图像中存在的对数螺旋线。     

基于时间的角色动作调整方法

针对目前基于运动捕捉的角色运动控制方法中动作的不可调整问题,提出一种基于时间的角色动作调整方法。利用角色模型已有的基本动作,通过分析这些动作的时空特性得到动作各个阶段的时间参数;然后根据控制信息和环境约束,实时计算角色运动过程中的目标位置,再结合基本动作的时空特性,实时计算出运动关节参数,最终使角色能够在基本动作的基础上根据需要做出新动作。最后利用Unity平台加载角色模型,仿真实现了角色在转向和上台阶时腿部动作的调整过程。