基于空间分解的集装箱布局启发式算法及布局空间利用率规律

针对集装箱布局提出了一种利用三叉树结构表达三维矩形物体布局状态空间的方法。通过将布避空间依据分割,每次放入相对于当前布局空间来说是满足特定折最优布局块,将该布局块定位于当前布局空间后部的左下角,来完成不同大小的三维矩形全的布局方案的确定,并给出试验结果。     

基于点对特征及分层全连接聚类的三维目标识别方法

针对基于原始点对特征的三维目标识别算法中存在的效率低、易受干扰的问题,提出了一种分层全连接聚类算法来对三维目标进行识别.利用模型上的所有点对特征来完成全局模型的描述构建,并在局部坐标的二维空间上,利用投票方案和分层全连接聚类算法对候选位姿进行筛选,从而获得最优位姿.在UWA的数据集上的实验结果表明,与原始点对特征算法相比,所提出的分层全连接聚类算法在识别率和效率上都有一定程度的提升,并且该方法满足实用性和有效性要求.     

分层的线性迭代三维重建方法

为了重建三维物体,提出了一种基于分层的线性迭代三维重建方法,该方法首先利用所有图像序列构成的行向量生成的线性子空间之和与空间结构点构成的行向量生成的子空间是同一线性子空间及在该子空间中任何一个基底都可以作为射影重建的特性,线性迭代地完成射影重建,然后利用相机参数之间的相互约束关系,线性迭代地实现相机的自定标,完成到欧氏重建的过渡.模拟实验和真实实验表明:该重建方法具有鲁棒性好、收敛性好及重投影误差小等优点.     

煤层气储层三维可视化的研究

研究煤层气储层结构的特性,基于不规则三角网(TIN)生成算法提出一种新的煤层气储层三维可视化方案。该方案将勘探获得的采样点地理数据经过变换,使之成为适合Java3D坐标系的空间坐标数据,并根据各采样点的解释分层,构建煤层气储层的三维模型。可以在勘探现场根据采集得到的数据即时生成该区域煤层气储层的三维模型,而且可以在J2EE平台上发布,实现资源的网络共享。应用结果表明,该方案能根据勘探采集的即时数据,较为真实地描述煤层气储层的三维结构。     

快速成型中VRML模型的分层处理软件研究与开发

VRML(Virtual Reality Modeling Language)是广泛应用于Web的三维造型语言,使RP(Rapid Prototyping)系统接受VRML数据模型可以避免为生成STL文件而进行三角化处理所带来的精度损失。研究适用于RP软件系统的VRML模型分层处理软件对提高成型精度具有重要意义。在分析VRML模型表示的基础上,提出了适合于VRML模型的分层处理方案及流程。基于组件的软件开发思想,利用Visual C++和OpenGL开发了VRML模型分层处理软件。实际应用表明,该系统具有较高的分层精度和良好的可扩展性与稳定性。     

基于海洋监测数据的厄尔尼诺特征可视分析EI北大核心CSCD

厄尔尼诺不仅危害海洋生物和生态环境,还造成全球多个地区气候异常.文中同时考虑海表温度、气压和降水量3个环境要素,采用多个交互视图提升对厄尔尼诺特征的理解和探索分析的深度;使用时间序列图和像素矩阵来分析厄尔尼诺的年代际和季节性规律,并利用颜色地图来展示厄尔尼诺相关的海洋环境要素的空间分布,同时构建了海表温度、气压和降水量3个海洋环境要素的相关性地图,以揭示厄尔尼诺表征海域的海洋环境要素对全球的海洋环境要素变化的影响程度;使用平行坐标系统和散点图矩阵展示了海表温度、海表气压、降水量与厄尔尼诺事件间的相互关系,并利用数据重叠率比较了3个环境要素对厄尔尼诺事件的区分度;最后通过案例分析和用户使用反馈,展示了该方法的有效性.     

基于随机阵列的降维压缩感知三维成像方法*

针对传统压缩感知(Compressed sensing, CS)三维微波成像方法存在建模较复杂和高度维数据层间串扰的问题,提出一种基于随机阵列观测的降维稀疏建模CS三维微波成像方法。该算法对三维成像空间进行整体建模,克服了分层建模时高度维数据层间串扰的问题。同时,该方法利用截取距离压缩后的回波数据、相关积累提取和随机抽取三种策略,大大降低了传感矩阵的维数,从而实现了三维成像空间的降维CS成像。仿真结果表明该方法能实现三维目标聚焦,并且比传统方法更能精确地重建场景的目标信息。同时,研究还表明CS三维成像不仅能达到旁瓣抑制效果,而且还能在一定程度上获得分辨率增强效果。     

基于海洋监测数据的厄尔尼诺特征可视分析

厄尔尼诺不仅危害海洋生物和生态环境,还造成全球多个地区气候异常.文中同时考虑海表温度、气压和降水量3个环境要素,采用多个交互视图提升对厄尔尼诺特征的理解和探索分析的深度;使用时间序列图和像素矩阵来分析厄尔尼诺的年代际和季节性规律,并利用颜色地图来展示厄尔尼诺相关的海洋环境要素的空间分布,同时构建了海表温度、气压和降水量3个海洋环境要素的相关性地图,以揭示厄尔尼诺表征海域的海洋环境要素对全球的海洋环境要素变化的影响程度;使用平行坐标系统和散点图矩阵展示了海表温度、海表气压、降水量与厄尔尼诺事件间的相互关系,并利用数据重叠率比较了3个环境要素对厄尔尼诺事件的区分度;最后通过案例分析和用户使用反馈,展示了该方法的有效性.     

基于陀螺传感器的三维手势识别方案

传统输入设备无法满足人们的随意性输入需求。为此,提出一种基于陀螺仪传感器的三维手势识别方案。硬件架构由陀螺传感器信息采集模块、单片机信息处理模块以及射频无线传输模块组成。利用多功能滤波器进行数据预处理,设计一种基于角度的特征提取算法,提取三维手势特征。实验结果表明,该方案的平均识别率达到99.3%,能较好地实现3D空间的鼠标输入功能和键盘输入功能。     

改进的混合多输入多输出系统收发方案

为在频谱利用率和可靠性之间取得折中,提出一种高效低复杂度的发射接收方案,将空间复用和空间分集相结合,形成一个STBC-VBLAST混合编码的多输入多输出系统。利用线性疏散码的结构特点,在发射端以等效的垂直分层空时码子层发送信号,接收端使用基于排序的QR分解的连续干扰抵消的算法进行译码,同样可以获得较好的复用和分集增益。仿真结果表明,该方案的误码率性能优于其他检测方案,可降低计算复杂度。     

A desktop virtual reality-based interactive modular fixture configuration design system

Modular fixture configuration design is a complicated task requiring strong professional background and practical experience. However, automated or semi-automated computer aided modular fixture systems based on CAD packages still are not well accepted by the manufacturing industry due to the lack of intuitive interaction and immediate feedback compared with traditional models such as paper and physical models. In this paper, a novel Virtual Reality-based system for interactive modular fixture configuration design is presented. We use a multi-view based modular fixture assembly model to assist information representation and management. In addition, the suggested strategy is compatible with the principles of virtual environment and it is easy to reutilize the element model. Based on geometric constraints, we propose a precise 3D manipulation approach to improve intuitive interaction and accurate 3D positioning of fixture components in virtual space. Thus, the modular fixture configuration design task can precisely be performed in virtual space.     

VDVAS：一个集成的虚拟设计与虚拟装配系统

随着虚拟现实技术的逐渐成熟，研究者们已将其引入到工程领域，为实现虚拟设计与虚拟装配过程的集成，避免现有的虚拟装配系统中，虚拟环境与CAD系统间所必需进行的复杂的、无谓的数据传输，描述了一个基于多通道的、集成的虚拟设计与虚拟装配系统VDVAS。在该系统中，设计得可以通过直接三维操作和语音命令直观方便地建立机械零件及其装配模型，并通过交互拆装来得到零件的装配顺序和装配路径等信息，VDVAS的一个重要特征在于，可通过集成虚拟设计与虚拟装配过程，使设计者能在一个集成的虚拟环境中修改零件几何（假如在装配过程中发现零件存在设计缺陷的话）。     

基于STEP的三维表面有限元网格生成技术的研究*

研究了三维表面有限元网格自动生成的技术,利用映射法实现了模型表面的三角网格剖分。基于STEP文件格式的模型的导入和重建,将模型的每个表面映射至参数空间,利用推进波前法生成参数面网格,然后映射回三维表面。研制了一套网格剖分策略,运用该策略对多种类型表面进行了分析求解。     

Exploiting Repetitions for Image‐Based Rendering of Facades

Street‐level imagery is now abundant but does not have sufficient capture density to be usable for Image‐Based Rendering (IBR) of facades. We present a method that exploits repetitive elements in facades ‐ such as windows ‐ to perform data augmentation, in turn improving camera calibration, reconstructed geometry and overall rendering quality for IBR. The main intuition behind our approach is that a few views of several instances of an element provide similar information to many views of a single instance of that element. We first select similar instances of an element from 3–4 views of a facade and transform them into a common coordinate system, creating a “platonic” element. We use this common space to refine the camera calibration of each view of each instance and to reconstruct a 3D mesh of the element with multi‐view stereo, that we regularize to obtain a piecewise‐planar mesh aligned with dominant image contours. Observing the same element under multiple views also allows us to identify reflective areas ‐ such as glass panels ‐ which we use at rendering time to generate plausible reflections using an environment map. Our detailed 3D mesh, augmented set of views, and reflection mask enable image‐based rendering of much higher quality than results obtained using the input images directly.     

三维海底栅格地形在潜器路径规划中的应用

针对海底三维环境空间中的水下潜器路径规划问题,提出了一种采用蚁群算法在海底三维栅格空间中的潜器路径规划方法。对从海图中提取的水深数据建立三角网,经过随机中点位移插值后利用三角网内插生成规格网格数据,进而提出了海底地形栅格化处理方法,建立海底三维栅格化模型。对蚁群算法（ACO）进行了改进,定义了粒子的可视域。利用改进的蚁群算法在海底栅格空间中迭代求取最优路径。实验仿真得到了一条安全、简洁的路径,验证了该方法的有效性和可行性。     

环境重建三维格网数据下的快速航迹规划方法

三维环境重建数据往往以三角格网的形式进行管理和存储,在该数据上进行航迹规划是飞行器、机器人等实现自主飞行或行走的基础。但是航迹规划过程面临的最大困难是规划数据量庞大,规划时间过长以及内存消耗过大。本文以三维重建所得到的三角格网环境数据为基础,提出一种基于通视性分析的三维航迹规划算法。与A*算法和粒子群算法进行对比,实验结果表明本文算法能够在占用较少的内存空间的情况下快速生成三维可行航迹。     

基于Java 3D的地球空间环境可视化研究

根据空间科学研究对交互性和Web化的发展需求,将Java 3D应用于该领域。深入剖析了Java 3D的主要几何类和实现细节;改进并实现了一种矩形网格等值线生成算法,解决了二义性和等值点在网格顶点的问题;介绍了一种生成规则网格的简单算法,并选用合适的Java 3D类加以实现;介绍了一种数值———颜色映射算法,并将空间环境数据映射为RGB颜色信息。综合运用这些算法,对地球空间环境中若干物理要素模型进行了二维和三维可视化。可视化结果与国内外空间环境模型研究成果基本一致,说明上述算法正确,有较高的参考价值。     

Interactive 3D visualization for wireless sensor networks

Wireless sensor networks open up a new realm of ubiquitous computing applications based on distributed large-scale data collection by embedded sensor nodes that are wirelessly connected and seamlessly integrated within the environment. 3D visualization of sensory data is a challenging issue, however, due to the large number of sensors used in typical deployments, continuous data streams, and constantly varying network topology. This paper describes a practical approach for interactive 3D visualization of wireless sensor network data. A regular 3D grid is reconstructed using scattered sensor data points and used to generate view-dependent 2D slices that are consequently rendered with commodity graphics hardware leading to smooth visualization over space and time. Furthermore, the use of efficient space partitioning data structures and the independent processing of sensor data points facilitates interactive rendering for large number of sensors while accommodating constantly changing network topology. The practical value of the proposed method is demonstrated and results obtained for visualizing time-varying temperature distributions in an urban area are presented.     

Quantifying the neighborhood preservation of self-organizingfeature maps

It is shown that a topographic product P, first introduced in nonlinear dynamics, is an appropriate measure of the preservation or violation of neighborhood relations. It is sensitive to large-scale violations of the neighborhood ordering, but does not account for neighborhood ordering distortions caused by varying areal magnification factors. A vanishing value of the topographic product indicates a perfect neighborhood preservation; negative (positive) values indicate a too small (too large) output space dimensionality. In a simple example of maps from a 2D input space onto 1D, 2D, and 3D output spaces, it is demonstrated how the topographic product picks the correct output space dimensionality. In a second example, 19D speech data are mapped onto various output spaces and it is found that a 3D output space (instead of 2D) seems to be optimally suited to the data. This is an agreement with a recent speech recognition experiment on the same data set.