空间绳系飞网运动建模与仿真

研究在轨捕获技术的问题中,空间绳系飞网作为一种柔性捕获手段在航天工程中具有广泛的应用前景,进行仿真成为必不可少的研究手段.首先建立了系绳的简化模型,讨论其短距离捕获阶段的释放方式.在此基础上,运用弹簧-质点模型对飞网进行建模,分析了飞网飞行过程中的受力情况,并采用Verlet数值积分方法对模型进行仿真计算,最后对飞网捕获目标进行了碰撞检测.仿真结果正确显示了捕获阶段飞网的运动过程,实时性良好,对空间飞网的设计研究具有一定的意义.     

飞行仿真系统数据可视化设计与实现

研究飞行仿真系统结果数据可视化,为验证分析飞行仿真系统结果的正确性,需要对仿真系统输出的飞行性能数据进行实时在线观测并与标准数据进行对比分析。针对飞行仿真系统对飞机飞行数据实时观测的需求,设计了一种可实时观测的飞行仿真数据可视化方案。在建立仿真系统模型的基础上,为了提高系统的可靠性和优化数据结构,提出了新的数据结构和曲线生成算法绘制实时曲线,实现了数据的可视化观测,避免了实时绘制过程屏幕的闪烁和曲线出现的锯齿。并结合飞行仿真特点,利用MapX组件技术加载了具有导航台的全国地图,对传统的电子地图显示进行了改进,实现了飞机在地图上的实时航迹观测。仿真结果表明,系统能够实时观测仿真结果并分析系统误差,实现飞行仿真数据的可视化,并可验证飞行仿真系统的正确性。     

局部平均显著梯度保边滤波算法

针对传统平均保边滤波算法中存在的光晕伪影现象,提出一种显著图局部平均梯度的保边滤波算法.利用显著图像边缘对比度突出的特点,简化边缘区域和非边缘区域间的阈值设定工作,并根据显著图的平均梯度自适应的平滑图像中的细节和噪声部分,同时保持边缘清晰.实验结果表明,显著图局部平均梯度的保边滤波算法利用显著特性有效地避免了传统平均滤波算法中的光晕伪影现象.相对于传统平均滤波算法,在降噪、多尺度增强以及HDR方面都有较好的表现.     

一种改进的非锐化掩模深度图像增强算法

针对深度图像平滑过程中会模糊细节的缺点,提出了自适应的非锐化掩模深度图像增强算法.首先将深度图对应的彩色图像作为联合双边滤波的引导图,利用彩色图像相关特征修复了深度图像的缺失和毛糙,然后将双边滤波后的深度图像与高斯滤波后的深度图像作差,提取出不含噪声的高频部分,克服了经典非锐化掩模算法放大高频噪声的缺点,最后根据边缘以及细节的模糊程度,自适应地调节叠加到图像上的高频部分.实验结果表明,设计的算法有效地增强了深度图像细节,抑制了平坦区域的噪声,并填补了边缘缺失,较好地改善了深度图像的质量.     

基于Kinect的人手姿态混合跟踪方法

为了实现在无标记的情况下不对称地跟踪人手及其所有关节的位置和姿态,提出一种软硬件结合的混合跟踪计算框架,同时使用电磁跟踪器和无标记人手关节姿态分析算法提出基于CUDA的异步并行粒子群优化(PSO)加速方法.首先通过跟踪器测量人手手腕的位置姿态,使用Kinect数据作为输入,在三空间(双颜色空间和深度空间)下进行手部区域分割;然后使用PSO方法将手关节的23个自由度的跟踪问题转化为求解一个优化问题,使用不对称策略来提高部分手指的跟踪性能,寻找给定参数空间内能够最小化观测值和估计值之间偏差的手模型参数解.该方法不需要进行任何标记,可以对手部关节姿态进行连续跟踪,实验结果表明,其在实验的硬件平台上可以达到12帧/s的运行速度,平均误差稳定在10 mm以内.     

虚拟座舱视景系统的技术研究

虚拟座舱是虚拟现实技术的一种实际应用，本论述了虚拟座舱视景系统的构成及有关的几个技术，包括用于双目成像显示算法的双中心投影法，给出了一种较为通用的头盔立体显示计算模型和一种实用的时钟同步算法，提出了利用头部运动预测法（ＤＲ算法）对系统延时进行补偿，所设计的虚拟虚舱的视景显示包括座舱的内外视景，仪表和ＨＵＤ平显火控显示部分，所有这些视景生成的工作，都在ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ平台上利用ＯｐｅｎＧｌ编程的     

可视化仿真中数据处理技术研究

为解决复杂可视化仿真系统中视景显示不同步以及系统实时性随仿真任务复杂度和仿真精度要求的提高而降低的问题,提出一种新的可视化仿真系统架构,并设计了相应的数据处理方法。针对可视化仿真应用单一的问题,通过定义一种灵活的仿真数据记录格式,给出两种仿真结果可视化方案。最后,在月球软着陆可视化仿真系统中应用上述数据处理技术不仅完成了多显示端的同步,还实现了仿真结果可视化功能,并通过系统结构调整前后画面质量和场景帧速率的比较证明了前述处理方式可有效提高系统实时性。说明提出的结构和数据处理机制可用于指导搭建复杂可视化系统。     

迭代函数系统IFS码的获取方法及实现

迭代函数系统（IFS）是分形理论的一种重要的方法。根据迭代函数系统的基本理论,针对提取IFS分形码方法过程复杂、存在困难的问题,提出了轮廓多点法。方法在原图与拼贴图上沿图形轮廓提取多个对应的特征点,组成超定方程组求取近似解,从而得到仿射变换的IFS码。最后给出了算法及由该方法得到的二维分形图示例,并通过参数表与其他方法进行对比。实验证明方法获取的IFS码更加准确,达到了微调IFS码的目的,生成的分形图更加逼真。     

基于延期着色的sort-first绘制集群*

传统的图形绘制集群采用前向着色,存在光照着色功能有限、计算负载难以预测等缺陷。为此,提出基于延期着色的sort-first绘制集群架构,该系统可以实时绘制具有复杂光照效果的多边形场景,并可利用延期着色的负载可预测特性,实现绘制节点间的负载平衡。同时,提出了基于Equalizer改造现有图形绘制引擎,构造基于延期着色的sort-first绘制集群的方法。实验表明,该系统可以在静态负载平衡策略下实现高性能的实时图形绘制,具备良好的可扩展性。     

分布式虚拟环境下的混合应用层组播传输协议

分布式虚拟环境下的数据传输具有多源、实时性和安全性要求高等特点.为解决在广域网环境下大规模分布式虚拟环境中数据传输问题,在分析IP组播和应用层组播的基础上,提出了混合应用层组播传输协议.该协议采用分组、分层思想,将IP组播的高效和快速性与应用层组播的可扩展性有机结合,实现在广域网中稳定、快捷的传输仿真交互数据;确定组、层结构并设计独特的路由构建规则来满足分布式虚拟环境数据多源的特点,以及对传输实时性的要求.最后通过实验对比,验证了该传输协议在分布式环境下的高效性和实用性.