基于栅格地图的复杂地形建模与仿真技术研究

针对当前二维地图语义信息单一且三维地图构建复杂以及占用内存大的问题,提出一种基于栅格地图的复杂地形下的机器人仿真环境.该平台能自动生成复杂地形任意组合的随机地图,并获取传感器实时仿真数据.实验结果表明,该平台完全满足路径规划相关算法验证,且复杂地形子模块提供更丰富多变的地形组合,适合用于深度学习数据集的建立.     

基于Skyline的三维风电场可视化系统构建方法

针对大规模风电场快速三维可视化及信息管理的应用需求,提出了一种风电场快速三维可视化系统的构建方法。该方法以Skyline二次开发接口为基础,结合风电场的结构特征,首先利用TerraBuilder软件生成了风电场的三维地形场景,然后再通过SketchUp工具分别建立了塔架、机舱、风轮子模块的三维模型,最后根据风电场属性信息表中的关键字段,组合以上3种子模块,实现了风电场的三维可视化与属性信息的动态关联。研究结果表明:提出的系统构建方法能够实现大规模风电场的快速三维可视化,以及风电机组属性信息的动态模拟。     

三自由度运动模拟器动态场景设计与可视化仿真

以三自由度运动模拟器为研究对象,以Visual C++6.0为平台,运用Open GL编写场景程序的方法,详细说明三维地形的构建方法及场景漫游功能的实现。通过地形数据传输将场景模拟系统与运动模拟系统相连,实现汽车驾驶模拟的人机交互。     

第一人称视角地形轮廓草图的真实空间重建

第一人称2D地形草图重建三维模型是具有挑战性的研究,由于缺失一维信息,多数研究都侧重于研究自由设计地形及提高真实感的地面纹理映射方法,却并未涉及更符合普通用户手绘的目的并遵循摄影几何规律的真实空间位置重建,本文提出手绘草图直接生成符合真实空间位置的三维模型生成方法。首先,遵循二维草图既定的形状规律、视觉遮挡关系,根据小孔成像规律构建相对深度关系;然后,通过采样不同深度层的轮廓数据点进行椭圆扩展来建立等高线图,周向采样点的分形插值来计算地形单元;接着通过旋转映射来实现空间地形单元的非刚性变形,从而实现第一人称视角下同一轮廓不同三维模型的构建;最后,加入柏林噪声以添加三维地形细节展示的随机效果。实验结果表明:在相同的二维草图透视下,可以构建具有不同真实空间位置的三维地形模型,与三种草图地形建模方法相比,解决了真实空间位置重建的问题。本文提出的方法更符合用户的设计目的,实现任意同一投影草图轮廓的三维地形真实空间重建,得到多层遮挡地形草图的多种真实空间位置布局,并能满足地形特征的展示,弥合了艺术意图与数字建模之间的鸿沟。     

机车车辆系统动力学可视化仿真研究

重点介绍了三维实体的建模方法、场景驱动及视点变换技术.应用高级实时仿真功能,建立了适合高效运行的车辆、轨道等三维模型,并对场景的组织结构进行了优化.仿真结果表明,系统的图像生成速度迅速、稳定,满足视景仿真的实时性要求.     

基于多视影像匹配的三维彩色点云自动生成

针对三维虚拟场景构建的需要,提出了一种基于多视影像匹配的航空影像三维彩色点云自动生成算法.该算法采用了一种全新的物方与像方信息融合的多视影像概率松弛整体匹配策略,以综合利用多幅影像信息来提高匹配的可靠度;然后,基于多视影像匹配结果,采用多影像光束法平差来计算待匹配点的三维坐标;最后,采用平差模正确性的统计检验对三维坐标计算的准确度进行定量衡量.利用该算法对实际航空影像进行实验,统计检验得到的可靠度超过了90％,表明所提出的三维彩色点云生成方法具有较高的稳定度和精度.基于所提出的方法可将多视影像重叠区域内的所有平面像素转换为三维点,从而自动生成表达地理场景的全数字化的三维彩色点云,能很好地满足大范围三维地理场景快速重建的需要.     

三维语义场景复原网络

从不完整的视觉信息中推断出物体的三维几何形状是机器视觉系统应当具备的重要能力,而识别出场景中物体的语义是机器视觉系统的核心。传统方法通常将二者分离实现,本文将场景复原与目标语义紧密结合,提出了一种三维语义场景复原网络模型,仅以单一深度图作为输入,实现对三维场景的语义分类和场景复原。首先,建立一种端到端的三维卷积神经网络,网络的输入是深度图,使用三维上下文模块来对相机视锥体内的区域进行学习,进而输出带有语义标签的三维体素;其次,建立了带有密集体积标签的合成三维场景数据集,用于训练本文的深度学习网络模型;最后通过实验表明,与现有的语义分类和场景复原方法相比,语义场景的复原接收区域增加了2.0%。结果表明:三维学习网络的复原性能良好,语义标注的准确率较高。     

基于三维CAD模型的复杂机械设备拆装智能诱导系统

为实现复杂机械设备三维设计与拆卸、装配三维诱导的一体化,提出了基于三维CAD模型的复杂机械设备增强现实拆装诱导框架,基于该框架提出了基于拆装优先关系分层网络模型的拆装顺序诱导方法,该方法在初始化阶段自动生成树状拆装优先关系分层网络模型,在设备拆装过程中根据操作者的拆装操作在线规划拆装顺序,智能输送相关诱导信息.提出了基于透视投影原理的三维诱导场景生成与显示方法,能够根据拆装方向和零部件包围盒的尺寸,利用透视投影原理将虚拟诱导场景定位在世界坐标系中,使虚拟诱导场景以合适的视角显示在屏幕的指定位置上,提高了三维信息显示的直观性.最后建立了原型系统,验证了以上理论和方法的可行性.     

基于多源数据的大范围无缝水下地形构建研究

为满足工程展示需要,在现有测区多波束数据的基础上结合全球30″海底地形数据与30 m全球DEM数据,通过数据整理与抽稀、海岸线折断线以及抗差克里金插值,构建覆盖测区的大范围的无缝地形,用于研究区三维地形展示。多种插值方法对比的结果表明,所提出的方法精度较高,满足应用需求。     

基于视觉感受的曲面建模优化研究

虚拟现实技术的主要目标就是使虚拟现实系统中的虚拟物体给人以真实存在的感觉.以当前的计算机图形学的发展水平来说,只要计算时间足够,就可以生成非常精细的画面.但VR系统是实时系统,它不仅需要追求场景效果的真实感,还需要顾及硬件系统的反应速度.因此,在高质量图形的实时生成要求下,如何减少三维模型的复杂程度,同时保证三维场景视觉上的精度,已成为数字模型的创建工作中的研究重点.本文以人的视觉感受为基准对模型优化所需达到的精度进行研究,并根据不同应用情形提出一些优化方案,从源头上就控制面数,其效果要比后期用程序进行优化,不仅在优化程度上要高得多,而且在视觉效果上也更优越.     

海量STL文件的快速读取与显示

STL文件作为一种通用的三维数据文件格式,广泛应用于快速成型及其他领域。如何快速读取海量数据的STL文件并显示,是模型后续操作的一个首要环节。本文针对海量数据的特点,采用内存映射手段、基于哈希表结构的冗余顶点删除和OpenGL中显示列表技术等,对海量STL文件的快速读取和显示进行了研究,并和国外先进软件进行了比较,实验数据表明本文方法较Surfacer软件和Rap idForm软件提高效率25%~40%左右。     

Design of a terrain tentative sensing machine/sensor for a mobile robot

TTSMS is a typical four-link terrain tentative sensing machine/sensor. It can sense some parameters of the front terrain for mobile robots and simply process the sensing data to obtain a simple model of the terrain, and then instruct the robot to operate accurately in the uncertain terrain. The TTSMS features a simple structure and the capability of sensing a convexity-terrain. The principle of the TTSMS, its mechanical structure, the adoption of its parameters and the terrain-restriction condition of TTSMS are introduced in this paper. The TTSMS resolved the key problem of sensing obstacles in real time for mobile robots moving in a three-dimensional terrain environment .     

基于三角形网格的数字高程模型地形建模研究

本文对数字高程模型的数据采集进行了介绍,并使用目前最为流行的srtmdem数据进行地形三维建模,以Delaunay算法为基础,通过网格数据建立三角网模型,从而达到建模效果。     

重型自卸车车架中部抗扭管结构的力学分析

在solidworks中建立车架中部抗扭管的三维模型,然后通过igs格式导入到有限元前处理软件hyperworks中进行前处理,建立其有限元模型,最后选择极限工况对该模型在ansys软件中进行强度和刚度的计算、分析,并判断出该车架中部抗扭管的结构是否合理分析结果表明,圆形截面的车架中部抗扭管的应力分布均匀,强度和刚度均满足要求     

旋转单波束水下微地形探测系统研究

在总结了大量水下微地形探测系统的基础之上,设计了一种采用旋转单波束的水下微地形探测新系统,实验研究表明,利用该系统所探测的数据重构出的微地形能很好地反映原地表的起伏变化特征,能够满足深海钴结壳采矿车的采集要求。     

移动机器人四杆地形感知机构的设计

根据四杆机构的运动特性,结合城区和建筑内地形环境的特点设计了一种移动机器人四杆地形感知机构——TTSMS。通过对凸形地形的定义,描述了TTSMS对地形感知的原理和方法。它能够精确、可靠的感知地形,基本不受环境的干扰,能够直接获取障碍的特征,解决了移动机器人在三维地形环境中运动时障碍的实时感知问题。     

装配式钢桁架桥振动模态分析与试验研究

桥梁结构的动力学特性是其结构分析与优化设计的基础,以某型装配式钢桁架桥为研究对象,利用有限元软件ANSYS建立了该桥的三维空间有限元分析模型,并采用分块兰索斯法对其进行了模态分析,得到了桥梁的10阶固有频率和振型,而后基于环境激励的工作模态试验方法开展试验研究,通过试验数据的对比,验证了该分析方法的可靠性,为该型钢桁架桥的动力特性分析提供了直接的数据支持。     

SolidWorks文件压缩方法的研究

通过互联网传递工程设计文件，可以缩短工程设计周期、提高工程设计水平。但如何在保证所传递文件数据正确和信息完整的前提下，压缩设计文件的容量以提高网间传递速度是必须解决的重要问题。在使用SolidWorks软件进行工程设计时，发现可运用不同的方法减小SolidWorks文件的存储容量，在此基础上再结合压缩软件，即可将完整的SolidWorks文件进行有效压缩，其步骤十分简单，效果十分显著。     

商品化CAPP中数据开放的实现机制

针对不同企业工艺文件与制造资源互不相同的特点,为了提高CAPP软件的通用性与实用性,提出了一种基于关系数据库的工程数据开放式管理机制。阐述了数据统一表示、数据库结构及数据管理等关键技术。