多波束测深系统中的海底地形可视化技术研究

针对直接使用大数据量的离散深度数据实现海底地形可视化时,基于不规则三角网的海底地形建模速度慢、稳健性低的问题,提出一种联合矢积测试的子网合并双向缝合算法,设计了一种基于二叉树的动态分块合并机制。该算法能够避免相交三角形或线形三角形的产生并使缝合后新生成的初始三角形形状趋于最优,提高了子网合并速度与整个构网程序的稳健性,实现了基于快速Delaunay构网的海底地形建模和三维可视化。实验结果表明,该算法能够明显提高子网合并速度与程序稳健性,适用于大数据量离散测深数据的海底地形绘制。     

多子阵高分辨海底地形探测算法及其FPGA和DSP阵列实现

针对多波束测深系统中高分辨海底地形探测问题,提出一种基于多子阵波束域MUSIC算法(Multiple sub-array beamspace MUSIC,MSB-MUSIC),它将多子阵波束域算法的稳健性与MUSIC算法的高分辨特性相结合,从而实现高分辨海底地形探测算法。同时针对高分辨算法运算量大难以实时实现的问题,设计了由6片DSP和2片FPGA(现场可编程门阵列)组成的并行处理系统用于算法的实时实现。海底仿真场景和湖上试验都验证了算法的有效性。     

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.     

基于注入式仿真平台的自适应真实感地形生成算法

为了满足注入式仿真系统对实时性的要求,提出了一种基于实时优化自适应网格(ROAM)算法的自适应真实感地形生成算法。将基本ROAM算法生成的地形作为基网格,提出了一种新的评价参数,通过比较给定阈值与参数来判断是否进行局部细分。对满足细分条件的顶点进一步提取地形的尖锐特征,采用Loop算法细分局部曲面。在实时漫游过程中利用旋转映射技术生成一个视频流实时输出到注入式仿真平台并显示在数字视频接口(DVI)显示器上。实验结果表明:该算法在实时漫游仿真时,平均帧频达到45.130 3frame/s,峰值帧频接近50frame/s,高于原始算法的36frame/s。得到的仿真地形场景能够在注入式仿真平台上流畅输出到DVI显示器,平均帧频为45frame/s左右,满足注入式仿真系统实时性的要求。     

改进的遗传算法在实时图像分割中的应用

为了自动确定图像分割的最佳阈值,提出了一种改进的自适应遗传算法,并利用该算法对二维Fisher准则图像分割评价函数进行全局优化提高分割阈值的求解速度,快速得到最佳分割阈值。该算法能够根据个体适应度大小和群体的分散程度自动调整遗传控制参数,从而能够在保持群体多样性的同时加快收敛速度,克服了基本遗传算法的收敛性差、易早熟问题。采用TI公司的DSP芯片TMS320VC5416,结合FPGA,搭建了多目标实时测量平台,并利用本文算法对图像阈值快速求解,实现了多目标的实时测量计算。实验结果表明,该算法具有良好的收敛速度和稳定性,阈值计算时间比二维Fisher准则法缩短了18ms(约63%左右);阈值范围稳定在3个像素以内,能够满足实时多目标测量要求。     

大型六自由度振动平台的运动控制研究

提出了一种应用于工程机械测试的大型六自由度振动平台.在分析平台姿态解算函数的同时,给出了一种基于EV模型频响函数估计的波形复现算法,该算法实质是频响函数的实时在线修正方法,有利于提高波形复现精度.仿真结果表明:平台姿态解算函数正确,基于EV模型频响函数估计的波形复现算法能够实现平台对输入波形的准确复现,具有较高的控制精度.     

一种实时生成物理弹坑模型可变地形建模方法

针对动态地形弹坑模型可视化需求,提出一种实时可变地形建模方法。以隐式层次结构建立自适应多分辨率地形模型,结合物理弹坑模型,根据爆炸事件发生位置的不同,实时观测地形的形变效果。为了表现弹坑模型细节,采用全分辨率物理弹坑模型建模方法。根据入射方向和地势特征不同,提出了形变区域扩展算法,确定弹坑最小投影区域范围,在隐式层次结构上定义了活跃点,实现多分辨率地形与弹坑模型的无缝融合。以上方法在多个真实地形数据上进行了实验研究,结合不同地貌实现了基于物理弹坑的形变效果,结果表明形变后的地形模型满足空间连续性,符合虚拟环境对动态地形的仿真要求。     

基于ip-iq算法的DSP电力谐波检测仪的设计

针对电力系统中谐波检测的实时性、准确性要求,本文提出利用TMS320F240DSP实现基于瞬时无功功率理论的ip-iq算法的谐波检测方法。介绍了ip-iq谐波检测算法的优点,设计了一种基于ip-iq算法的DSP谐波检测仪,并利用MATLAB对谐波检测结果进行仿真。分析和实验结果表明,该谐波检测仪能够快速、准确地实现谐波检测。     

基于稀疏超完备表示的目标检测算法

基于视觉超完备机制的图像稀疏表示是一种新的图像表征方法.针对目标检测问题,提出了一种基于视觉稀疏超完备表示的计算模型,实现了非结构化场景中的目标检测.该方法首先基于能量模型和评分匹配(score matching)方法建立稀疏超完备计算模型,进而设计了基于神经元响应以及动态阈值策略的目标检测算法,最后通过多类型交通图像验证算法有效性.结果表明,该方法与计算机视觉方法比较具有较高的准确率,能够利用少样本实现大交通流量中目标的检测.     

基于双目视觉的地形三维重建

为克服传统接触式测量方法的缺点,更便捷更准确地获取地形信息,提出了基于双目视觉的地形三维重建方法。该方法对双目图像对进行了校正;并采用高效率高准确度的支撑点邻域扩展立体匹配算法获取空间点的三维信息;最后基于八叉树原理,采用曲率法精简点云,并结合改进的Delaunay三角剖分算法进行三角网格化,从而恢复地形三维模型。实验结果表明,采用本算法能够在1s内获得致密的视差图,将21841个点云精简到5463个(25%)仅用时0.7s,并且能在此基础上高效地完成三角网格剖分,实现崎岖地形的三维重建同时保留地形细节特