Design Evaluation System with Visualization and Interaction of Mobile Devices Based on Virtual Reality Prototypes

In this paper, we present a design evaluation system with visualization and interaction of mobile devices using virtual‐reality‐based prototypes which can be used to easily change design parameters and simulate embedded software. To evaluate and predict affective‐engineering‐based design preferences for mobile devices under a virtual environment, we have developed a high quality visualization platform which creates images that look similar to real mobile devices in addition to real‐time simulation of realistic motions and functions of mobile devices. To support a quantitative usability test scenario for external design shape, we also have built a system which consists of a mixed‐reality‐based testing platform for measuring hand load.     

基于机电跟踪的三维虚拟演播室系统

虚拟演播室是虚拟现实技术在电视制作领域中的一项崭新应用.针对基于机电跟踪的三维虚拟演播室系统,重点讨论了摄像机机电跟踪、摄像机校准和初始定位、虚拟背景生成,以及系统同步和合成等关键技术及其实现方法.     

基于数据链和光电传感器的融合跟踪

数据链是战争中信息互通、资源共享的生命线,研究了基于数据链和光电传感器的融合跟踪方法。根据数据链和光电传感器数据的不同特点,对数据链数据应用改进的交互式当前统计模型滤波外推算法进行时间配准,并根据光电传感器测量角度信息的非线性应用交互式卷积粒子(IMM-CPF)滤波算法进行融合跟踪。使用IMM-CPF和IMM-EKF算法对融合跟踪进行对比仿真,仿真结果表明,使用IMM-CPF算法的数据链和光电传感器的信息融合对目标的跟踪达到了很好的效果。     

虚拟现实技术及其发展战略

虚拟现实是一门实现人和计算机之间直观自然交互的新技术，它对于极大地推广计算机的普及和应用具有不可估量的作用，本文先给出虚拟现实的概念及其特点，然后分析了它的发展状况，存在的问题以及研究的关键技术，在对虚拟现实技术的应用前景进行了综述之后重点对我国虚拟现实技术的研究和应用的发展战略提出了自己的建议。     

一种基于Leap Motion的直观体交互技术

Leap Motion系统可高精度实时检测并跟踪手掌、手指的位置和速度等信息,为大屏幕、远距离体交互提供有效途径。通过观察用户手势远距离操控现实环境中的物体,该文设计易于理解的体交互操作手势;借助对Leap Motion传感器工作区域的远近场划分,建立合理的物理空间和信息空间映射关系;针对利用深度相机的手部姿态解算问题,结合Leap Motion传感器的特点,提出一种结合手掌法向和指尖向量的空间姿态算法;结合大屏幕体交互的任务特点,设计了支持连续数据流的非接触式体交互原型系统;最后通过用户实验对原型系统进行评估。结果表明,和传统的2D体交互比较,该文算法的用户体验和表现更为自然、直观和高效。     

基于UML技术的多用户共享虚拟现实系统的分析与设计

随着近年来计算机网络通讯技术的迅速崛起,多人共享虚拟现实成为虚拟现实研究的一个热点.文中首先介绍了多人共享虚拟现实的发展背景,然后以UML（统一建模语言）为工具,运用软件工程方法对一个多用户共享虚拟现实系统进行了面向对象分析、设计和建模,并运用编程工具实现了该原型系统,初步达到了支持虚拟现实场景内多个用户相交互的目标.在描述了该原型系统各个功能模块的实现方法之后,文中总结了本次设计的特点,得出结论.     

基于外观属性和交互属性浅议GUI的客体判断标准

图形用户界面(GUI)包括界面外观属性和界面交互属性,其中界面外观属性又分为静态界面外观属性和动态界面外观属性,界面交互属性又分为界面交互规则和界面交互技术.从图形用户界面的界面外观属性和界面交互属性入手,通过选取正反两方面的案例,深入分析了涉及图形用户界面的申请在何种情况下属于专利保护的客体.对于与图形用户界面相关的权利要求的撰写有一定的指导意义.     

应用消息传递和卡尔曼模型的无线传感网定位跟踪算法

针对无线传感网系统中传感节点的定位跟踪问题,提出了一种基于消息传递和卡尔曼模型的定位跟踪算法。将目标物与多个锚节点之间的测距整理为线性混合模型,通过贝叶斯公式进行因式分解,建立因子图。假定目标物位置随时间连续移动,相邻的定位坐标之间存在潜在的缓变关系,并利用卡尔曼模型挖掘该关系,即将测距、定位和卡尔曼模型整体进行优化。在因子图中选择合适的消息更新规则,对每条边上的消息进行更新计算,形成定位跟踪算法。最后,建立虚拟和实测环境对所提算法进行数值验证。由于将测距、跟踪和卡尔曼模型融合为一个整体进行优化,相比文献中已有方法,所提定位跟踪算法在仿真环境中表现出超过2 dB的性能优势,在实测场景下也具有接近1 dB的性能增益,证明了其有效性。     

基于VRRP的虚拟路由通告

目前虚拟路由冗余协议(VRRP)的标准实现中,如果把虚拟地址作为主机路由加入到路由表中,会导致上行的数据流向与下行数据流向的不一致,可能造成报文丢失。虚拟路由通告的方法则把主设备中的虚拟地址通告给上行接入设备,从而下行流量可以通过上行设备的选路,使上下行数据流向保持了一致。通过在中兴通讯路由器上的实验,验证了该方法能够使虚拟路由冗余协议流量路径一致。对于路由冗余备份功能的优化具有一定的实用价值。     

基于APF的二元WSN运动目标跟踪算法

针对传感节点计算、通信及资源受限的特点,引入二元WSN模型,提出了一种基于辅助粒子滤波(APF)的集中式算法,以实现运动目标的实时跟踪。由于每个二元传感器只对目标是否进入其感知区域做出反应(向数据融合中心报告0或1),粒子滤波算法的复杂运算集中在融合中心完成,因此节点结构简单、通信代价低廉,有助于延长监测网络的生存周期。仿真实验结果表明,该算法对随机部署和规则部署的两种方案,均具有良好的跟踪性能,能满足一般机动目标实时跟踪的应用要求。     

基于非单调递增频率偏移的混合相控阵MIMO雷达目标跟踪方法

现有雷达系统在目标跟踪时所形成的波束仅与目标方向有关,无法实现信号发射能量在特定距离和方向上的聚焦。针对上述问题,该文将频率分集阵(Frequency Diverse Array, FDA)与MIMO雷达相结合,提出一种基于非单调递增频率偏移的混合相控阵MIMO雷达目标跟踪方法。该方法利用阵元间非单调递增频率偏移,形成基于距离和方向的2维发射方向图,不仅消除了一般FDA阵列方向图在距离上的周期性,而且实现了方向图在距离和方向上的解耦合,使雷达能够形成基于距离和方向的2维点状跟踪波束。通过利用混合相控阵MIMO雷达的发射增益和波形分集特性,进一步提高目标跟踪性能。利用MUSIC算法对所提方法进行实验仿真和对比分析,分别验证了所提方法目标跟踪及抗干扰的有效性。     

Windows98下虚拟设备驱动程序VxD的开发

介绍Windows98下如何开发硬件设备驱动程序,给出使用VtoolsD设计虚拟设备驱动程序VxD,处理硬件中断,直接存取硬件地址的实例。     

冲激噪声环境下基于最大相关熵准则的韧性子空间跟踪新算法

本文采用最大相关熵准则(MCC)对投影近似子空间跟踪(PAST)算法中基于最小平方误差(MSE)准则的目标函数进行修正,推导出适用于冲激噪声环境的韧性投影近似子空间跟踪新算法(MCC_ PAST算法).对两种冲激噪声模型包括,稳定分布噪声模型和混合高斯噪声模型环境下的时变波达方向估计问题的实验仿真表明,与基于韧性M估计的PAST改进算法(RLM_ PAST算法)相比,MCC_ PAST算法可以自适应地调整核长,对于阵列接收数据的变化体现出更好的适应性.     

基于LGJMS-GMPHDF的多机动目标联合检测、跟踪与分类算法

线性高斯跳变马尔可夫系统模型下的高斯混合概率假设密度滤波器(LGJMS-GMPHDF)为杂波背景下多机动目标跟踪提供了一种有效方法。该文将类别辅助信息引入LGJMS-GMPHDF,提出了一种密集杂波背景下多机动目标联合检测、跟踪与分类算法。该算法在LGJMS-GMPHDF中用属性向量扩展单目标状态向量,用位置和属性的组合测量似然函数代替单目标位置及杂波位置测量似然函数,提高了不同类目标与杂波测量间的鉴别能力,进而改善了目标数目及状态的估计精度;在更新目标状态的同时,对目标属性信息进行更新。该算法实现了时变数目的目标状态和类别估计。杂波背景下交叉和临近并行机动目标的跟踪实验验证了该文算法的联合检测、跟踪与分类性能。     

结合GLCM与三阶张量建模的在线目标跟踪

为提高目标跟踪算法对多种目标表观变化场景的自适应能力和跟踪精度,论文提出一种结合灰度共生(GLCM)与三阶张量建模的目标优化跟踪算法。该算法首先提取目标区域的灰度信息,通过GLCM的高区分度特征对目标进行二元超分描述,并结合三阶张量理论融合目标区域的多视图信息,建立起目标的三阶张量表观模型。然后利用线性空间理论对表观模型进行双线性展开,通过在线模型特征值描述与双线性空间的增量特征更新,明显降低模型更新时的运算量。跟踪环节,建立二级联合跟踪机制,结合当前时刻信息通过在线权重估计构建动态观测模型,以真实目标视图为基准建立静态观测模型对跟踪估计动态调整,以避免误差累积出现跟踪漂移,最终实现对目标的稳定跟踪。通过与典型算法进行多场景试验对比,表明该算法能够有效应对多种复杂场景下的运动目标跟踪,平均跟踪误差均小于9像素。     

基于信号特征序列的粒子滤波跟踪算法

 为了实现基于无线传感器网络的高精度目标跟踪,提出一种对物理层透明的基于信号特征序列的粒子滤波跟踪算法.采用信号特征序列实现由物理层信号到抽象信号的转变,利用信号特征序列的距离作为粒子滤波权值的更新依据;针对经典粒子滤波算法容易退化、贫化、粒子偏离后验分布等问题,综合运用轨迹预测、遗传交叉、重采样等方法使粒子分布有效的表征目标后验分布;同时,采用多维滤波对数据进行处理改善算法的噪声抑制能力.仿真结果表明算法的各种措施有效地提升了跟踪精度.     

基于势博弈的分布式目标跟踪传感器分配算法

针对无线传感器网络多目标跟踪传感器分配问题,考虑传感器能量、带宽、观测距离和通信距离受限,该文提出一种基于势博弈的分布式目标跟踪传感器分配算法。算法基于目标预测位置,以几何精度衰减因子作为优化准则,建立了基于邻居合作促进整体最优化的传感器分配局部信息博弈模型,并证明了该模型是一个精确势博弈模型,存在纯策略纳什均衡。在此基础上,提出了一种并行最佳响应动态的传感器分配方法,从理论上证明了所提算法只需要传感器与一跳邻居进行信息交互,就能收敛到纳什均衡并且拥有比传统最佳响应动态更快的收敛速度。同时借鉴通信网中的载波侦听多路访问机制,设计了一种完全分布式的决策节点推选机制,更加符合无线传感器网络自组织的特性。仿真结果表明所提算法在收敛速度、跟踪精度和能量有效性方面的优势。     

基于IMMCKF的机动目标跟踪算法

针对非线性机动目标跟踪中滤波器易发散、跟踪精度低等问题,将容积卡尔曼滤波器(CKF)引入到交互式多模型算法(IMM)中,设计了交互式多模型容积卡尔曼滤波算法(IMMCKF)。该算法采用Markov过程描述多个目标模型间的切换,利用CKF滤波器对每个模型进行滤波,将各滤波器状态输出的概率加权融合作为IMMCKF的输出。仿真结果表明,与IMMUKF算法相比,IMMCKF算法跟踪精度更高,模型切换速度更快,计算量更小,该算法具有重要的工程应用价值。