三维地形飞行浏览的研究及实现

由于三维地形飞行浏览有着广阔的应用背景，越来越受到人们的关注，论述了三维地形飞行浏览实现的各个阶段的关键技术，地形可视化的数字地形模型，地形的简化，地形的光照处理，纹理映射，动态显示，实现飞行浏览的轨迹设置，视点选择等，并根据当前流行的三维图形通用标准，以及如何在VisualC 环境下进行OpenGL编程的方法，详细说明了三维真实感地形建模，显示和轨迹设置的编程步骤，并给出了在编程实现中所用到的部分关键代码。     

基于真实地景的三维飞行再现系统的设计与实现

介绍了创建一个基于真实地景的三维飞行再现系统的方法和过程。阐述了大面积三维地形的生成和管理技术，包括地理数据格式的转化方法、地形数据的分割和LOD技术，并引入了事件驱动机制。利用上述技术和方法实现了一个三维飞行再现系统，实验结果表明，该系统具有场景逼真、漫游流畅、显示信息丰富等特点。     

三维河床地形可视化浏览系统研究与实现

主要讨论了如何利用改进的离散数据网格化方法快速实现离散地形数据预处理。详细介绍了在综合运用改进的离散数据网格化算法、三维地形建模、真实感图形绘制、三维坐标查询以及人机交互等三维可视化相关技术的基础上,利用OpenGL基本函数编程技术开发三维河床地形可视化实时浏览系统的具体过程。通过三维河床地形可视化浏览系统,可以直观、真实地表达河床地形的三维信息及综合特征,为河床演变分析提供了一个科学有效、简便直观的可视化分析途径。     

OGRE在飞行模拟视景系统中的应用

研究和探讨了基于开放源代码的图形引擎OGRE实现的飞行模拟视景系统的设计和实现方法。结合飞行模拟视景系统的设计需求,介绍了OGRE的特点、设计理念、场景管理思想,给出了利用OGRE构造三维地形和模拟座舱、加载三维模型创建动画、以及地形高度查询等相关技术。系统设计实现了效果逼真、运行流畅和对计算机要求较低。     

基于Web的交互式三维发布系统

针对Web上三维场景漫游的需要，设计了一种基于Browser/Server结构的跨平台交互式三维发布系统。解决了漫游导航、感兴趣区域浏览、视点平滑移动、地形跟踪以及递进传输等三维浏览的关键技术，并实现了交互式的三维图形浏览器。该浏览器嵌入Web浏览器之中，采用递进传输模式；除提供场景漫游等基本操作外，还可使用二维地图导航和选取感兴趣区域浏览，自由控制光照，以及选择点、线、面等不同的外观表现手段对三维模型进行展示。     

基于VEGA PRIME的无人机飞行视景仿真系统的研究

介绍了计算机仿真技术在无人机飞行仿真中的应用,讨论了系统实现的关键技术。利用三维几何模型,动态显示,3D地形LOD算法等技术,并结合C 编程语言构建了一个基于MultiGen Creator/Vega软件的无人机飞行视景仿真系统,得到了满足系统的实时性及真实感的渲染效果。     

机群作战视景仿真系统的设计与实现

针对空间战场三维图像显示技术的需求,该文采用MultiGen Creator作为建模工具,Vega作为实时仿真驱动软件,在SGI图形工作站上开发了虚拟机群作战视景仿真系统,设计了系统软硬件体系结构,解决了地形分块、地形LOD（Level of Detail,层次细节）等大规模地形管理以及与飞行仿真系统的广播内存实时网络接口连接等技术,实现了空间战场环境、特效的逼真显示.仿真结果表明,该系统满足仿真实时性和逼真度指标要求,增加了飞行视景仿真的＂沉浸＂感.     

一种大规模三维地形场景的可视化与漫游算法

通过介绍三维地形场景的建模和实验实现方法.在分析国内外常用的地形动态简化技术优缺点的基础上提出了一种多分辨地形模型生成的算法,解决了浏览时对原始地形几何数据和纹理数据的进行实时交互显示的问题.     

一种新的地形跟随飞行方法与关键技术研究

传统的飞行器地形跟随飞行主要依赖前视地形跟随雷达来确定航线周围的地形轮廓,实现地形跟随;基于DEM高程数据和机载控制计算机,提出一种新的飞行器实现无源地形跟随技术的技术途径、系统方案和可能出现的关键技术,并对涉及的主要关键技术实现进行了分析和讨论;关键技术包括导航曲线生成系统的实现方法和技术途径,执行地形跟随飞行控制的机载计算机基本需求、系统结构和设计方法等;经过仿真验证,按照该方法的控制的跟随飞行在高程和飞行姿态方面满足预计目标。     

基于VEGA PRIME的无人机飞行视景仿真系统的研究

介绍了计算机仿真技术在无人机飞行仿真中的应用,讨论了系统实现的关键技术。利用三维几何模型,动态显示,3D地形LOD算法等技术,并结合C＋＋编程语言构建了一个基于MultiGen Creator／Vega软件的无人机飞行视景仿真系统,得到了满足系统的实时性及真实感的渲染效果。     

Navigating a mobile robot by a traversability field histogram.

This paper presents an autonomous terrain navigation system for a mobile robot. The system employs a two-dimensional laser range finder (LRF) for terrain mapping. A so-called "traversability field histogram" (TFH) method is proposed to guide the robot. The TFH method first transforms a local terrain map surrounding the robot's momentary position into a traversability map by extracting the slope and roughness of a terrain patch through least-squares plane fitting. It then computes a so-called "polar traversability index" (PTI) that represents the overall difficulty of traveling along the corresponding direction. The PTIs are represented in a form of histogram. Based on this histogram, the velocity and steering commands of the robot are determined. The concept of a virtual valley and an exit condition are proposed and used to direct the robot such that it can reach the target with a finite-length path. The algorithm is verified by simulation and experimental results.     

基于OSG的电子沙盘系统的研究与实现

结合“山西省水利工程规划电子沙盘”实例提供了一种基于开源跨平台三维渲染引擎OSG的电子沙盘系统开发方案,并对其中场景结构的组织和管理、大地形建模和立体显示等关键技术展开了研究.分析了地形建模工具VPB的工作机理及生成IVE模型的分页细节层次结构,提出了一种模拟飞行的场景切换模式的实现方法.所开发出的系统具有海量模型库迅速加载、矢量文字图片显示、多种场景漫游方式并存等特点,对于工程实践有一定的指导意义.     

一种基于块和视点相关的大范围地形简化方法与实现

文章简要总结了LOD进行地形简化的一般方法,介绍了一种通过稀疏采样技术实现LOD自动生成的算法。结合DEM均匀网格模型,以“块”作为地表模型大面积简化的空间单位,同时考虑了视点视向相关因素的影响,建立了多LOD数据结构保存各层模型,大大降低了大范围地景的复杂度和计算量,有效地简化了地表模型的绘制,提高了地景生成效率。该方法通过VisualC++6.0和OpenGL编程实现了一个三维的复杂地景生成系统,进一步验证了算法的有效性。     

Frequency response method for terrain classification in autonomous ground vehicles

Many autonomous ground vehicle (AGV) missions, such as those related to agricultural applications, search and rescue, or reconnaissance and surveillance, require the vehicle to operate in difficult outdoor terrains such as sand, mud, or snow. To ensure the safety and performance of AGVs on these terrains, a terrain-dependent driving and control system can be implemented. A key first step in implementing this system is autonomous terrain classification. It has recently been shown that the magnitude of the spatial frequency response of the terrain is an effective terrain signature. Furthermore, since the spatial frequency response is mapped by an AGV’s vibration transfer function to the frequency response of the vibration measurements, the magnitude of the latter frequency responses also serve as a terrain signature. Hence, this paper focuses on terrain classification using vibration measurements. Classification is performed using a probabilistic neural network, which can be implemented online at relatively high computational speeds. The algorithm is applied experimentally to both an ATRV-Jr and an eXperimental Unmanned Vehicle (XUV) at multiple speeds. The experimental results show the efficacy of the proposed approach.

一种实现超大规模地形的拼接技术研究

本文提出了一种适合于超大规模地形的渲染的实时拼接技术。其核心思想是基于地形动态载入技术,对地形可见部分实时载入、拼接和渲染。该方法解决了地形边界匹配的问题,使得缝合的地形不产生裂缝,实现自然还原。在PIV 2.2G、ATI 9550显卡、512MB RAM的硬件平台上,本技术可实现大约144平方公里的地形实时渲染。实现表明,该方法能够提高渲染速度,降低内存开销,适合于超大规模地形的实时可视化。此项设计也是游戏引擎中的一个功能模块。     

基于小波的地形连续快速绘制技术*

利用小波变换的多分辨率特性构建了地面高程数据的动态多分辨率模型，通过小波渐近重构算法解决了多分辨率模型间的平滑过渡问题，通过缝补解决了不同分辨率地形块间的裂缝问题，实现了对大规模地形的视点相关的连续快速绘制，通过实验进行了验证。     

Terrain synthesis from digital elevation models

In this paper, we present an example-based system for terrain synthesis. In our approach, patches from a sample terrain (represented by a height field) are used to generate a new terrain. The synthesis is guided by a user-sketched feature map that specifies where terrain features occur in the resulting synthetic terrain. Our system emphasizes large-scale curvilinear features (ridges and valleys) because such features are the dominant visual elements in most terrains. Both the example height field and user's sketch map are analyzed using a technique from the field of geomorphology. The system finds patches from the example data that match the features found in the user's sketch. Patches are joined together using graph cuts and Poisson editing. The order in which patches are placed in the synthesized terrain is determined by breadth-first traversal of a feature tree and this generates improved results over standard raster-scan placement orders. Our technique supports user-controlled terrain synthesis in a wide variety of styles, based upon the visual richness of real-world terrain data.     

大规模地形的LOD生成算法研究

为了实时地绘制大规模地形数据,提出了一种改进的实时连续LOD生成算法.该算法采用分块分层的思想,首先将大规模高程数据进行分块,然后对块中数据按照分辨率的大小分层存储.根据视点位置和网格空间对象误差的关系建立基于四叉树的LOD模型,从而提高了大规模地形的绘制效率.使用该方法描述了太湖流域的地形,取得了良好的绘制效果.     

基于三角带模板的大规模地形实时绘制方法

大规模地形的绘制技术一直是国内外虚拟现实领域的研究热点。为快速实时绘制,又保持真实性,提出一种基于三角带模板的大规模地形实时仿真方法。可用在战场环境仿真、飞行仿真、3D游戏等仿真系统中。先进行地形数据预处理,将地形分成若干相等的小块,并且计算每个小块的包围盒,然后根据地形块的大小确定一族三角带模板。实时绘制时,根据包围盒的屏幕投影误差因子选择合适的三角带模板,用三角带模板快速绘制地形块。采用扫描视锥体投影三角形裁剪方法剔除不需要绘制的地形块,并且采用添加阴影平面的方法消除地形裂缝。最后,在Puget Sound地形数据上进行了实验并进行了分析。实验证明,方法是可行和有效的。