Visual Analysis of Trajectories in Multi‐Dimensional State Spaces

Multi‐dimensional data originate from many different sources and are relevant for many applications. One specific sub‐type of such data is continuous trajectory data in multi‐dimensional state spaces of complex systems. We adapt the concept of spatially continuous scatterplots and spatially continuous parallel coordinate plots to such trajectory data, leading to continuous‐time scatterplots and continuous‐time parallel coordinates. Together with a temporal heat map representation, we design coordinated views for visual analysis and interactive exploration. We demonstrate the usefulness of our visualization approach for three case studies that cover examples of complex dynamic systems: cyber‐physical systems consisting of heterogeneous sensors and actuators networks (the collection of time‐dependent sensor network data of an exemplary smart home environment), the dynamics of robot arm movement and motion characteristics of humanoids.     

基于GDAL的ESRI Shapefile格式文件处理

随着遥感应用技术的不断发展,对ESRI Shapefile格式图像文件的处理需求变得日益紧迫。目前能对它进行处理的软件有很多,但是这些软件运行时占用大量系统资源,而直接将商业软件嵌入到自主开发的软件中也是不可取的。因此,能够在自主开发的遥感图像处理软件中实现对ESRI Shapefile格式文件的操作已经变得非常重要。通过对ESRI Shapefile格式的影像数据结构特征分析,提出基于GDAL实现ESRI Shapefile格式文件到png文件格式的转换和处理方法,包括地理信息获取、坐标系统转换和文件格式转换。通过试验验证了该方法的可行性。     

基于拉普拉斯方向的差值线性判别分析

标准的LDA方法通常有3个问题:1)为了确保类内散度矩阵的非奇异性,必须首先通过PCA进行维数约简,这限制了对更多维数空间的使用;2)当每人只有单个训练样本时,类内散度矩阵必然奇异,此时LDA无法工作;3)缺乏对像素间的局部相关性的考虑。为了解决这些问题,提出一种基于拉普拉斯方向的差值线性判别分析方法。该方法通过拉普拉斯方向实现更鲁棒的图像相异性测度,通过引入差值散度矩阵来避免类内散度矩阵的奇异性。实验结果显示,该算法对表情变化、光照改变及不同遮挡情况获得了更高的识别率,尤其针对光照变化,效果更加显著。     

改进拉普拉斯金字塔模型的高动态图像色调映射方法

高动态图像的色调映射是图像处理的研究热点,用于解决常规色调范围显示设备无法有效显示高动态图像的问题.针对当前色调映射不能精准地显示出图像内容(如丢失细节、模糊弱边缘)的问题,提出一种改进拉普拉斯金字塔模型的高动态图像色调映射方法.首先基于滤波和下采样处理计算出对输入图像进行了简单去噪的高斯金字塔;然后通过约束强边缘数量分离出高斯金字塔中每层图像的强?弱边缘和细节;再针对每层图像构造其分层映射函数,通过增强细节、弱边缘的对比度以及保持强边缘对每层图像进行逐点映射,并据此计算描述每层对比度变化的拉普拉斯金字塔;最后根据拉普拉斯金字塔自底向上重构出目标图像.与已有的多种色调映射方法相比,根据客观评价和主观评价的结果表明,文中方法能增强细节和弱边缘、避免强边缘处梯度反转,更清晰、准确地显示出高动态图像内容.     

Coding scheme based on spherical polar coordinate for control over packet erasure channel

Like feedback strategy, coding scheme is an important part of networked control system design as well. On the basis of spherical polar coordinate, a novel coding scheme is proposed for stabilization problem of discrete linear time invariant system subject to packet erasure channel with feedback. The coding scheme uses encoder without access to control inputs. In the case that a decoder does not use control inputs, a definite relation between the quantized data and the corresponding quantization error is established, which helps to analyze the stability of system, and a selective quantization method is adopted, by which finite data rate is obtained. In the case that a decoder uses control inputs, instead of quantizing the system state at each time step as usual, the encoder quantizes the initial state all the time by updating quantizer. Sufficient conditions guaranteeing the system stable are presented for two cases, respectively, and the corresponding design methods for coding schemes are given. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

坐标变换的干涉条纹处理方法

为了实现对闭合干涉条纹的处理,采用线性插值的原理,将笛卡尔直角坐标系下的闭合条纹转换到极坐标系下,利用二值化、细化算法提取条纹几何中心点的位置,经逆变换映射回原直角坐标系,分析得到与之对应的相位值.对实际采集的干涉条纹进行处理,得到PV值为0.403 6λ,RMS值为0.062 43λ.与Taylor Hobson轮廓仪对同一被测面的检测结果比较,PV和RMS值的偏差分别为3.7%和1.4%.     

GPS定位在工程中的应用

GPS定位速度快、精度高,在土建等工程中得到普及应用,针对GPS定位中的精度保证问题提出了一些措施和建议,可供实际应用参考.     

基于GPS的星地激光通信捕获对准研究

提出了基于GPS坐标解算实现星地激光通信捕获、跟踪和对准(ATP)初始捕获的方法。星地激光通信信标光跟踪系统通过对地面GPS坐标和卫星坐标的解算,得到地面光学天线的方位角和俯仰角,光学天线根据角度旋转对准信标光,从而将信标光引入粗跟踪CCD的视场。给出了GPS坐标解算算法和信标光方向角度随卫星坐标变化的仿真曲线。用二维电机进行了地面转台的捕获实验,对实验数据进行了捕获精度的分析,结果表明,通过GPS坐标解算能够快速地实现信标光的初始捕获。     

基于光电扫描的工作空间测量定位系统误差分析

为研究工作空间测量定位系统的误差传递特性,建立了单发射站方位角/俯仰角测量模型及双发射站单元坐标测量模型。提出了以扫描角测量误差为基础的精度评价方法,通过分析扫描角与方位角/俯仰角之间的测量误差传递关系优化了激光发射站的几何结构。推导了双发射站单元坐标测量误差传递函数,并通过对坐标测量误差空间分布规律的分析求出了双发射站单元的最佳测量位置。使用两台发射站测量了某大型夹具顶端平台的位移,并通过与激光跟踪仪进行数据对比验证了所得结构。实验结果表明,当扫描角测量误差控制在5″以内时,双发射站系统可在5m×5m×3m的空间内实现优于0.25mm的精度。     

固/液界面上腐殖酸吸附机理的探讨

运用SS表面络合模型研究了腐殖酸分子在赤铁矿颗粒/水界面上的吸附情况。主要研究了pH值和离子强度2个重要影响因素,通过分析反应前后溶液的ζ电势和赤铁矿颗粒表面的吸附量,从而得出赤铁矿颗粒/水界面吸附配位反应的程度和腐殖酸分子的吸附机理。