体视投影与三维画

对三维画进行了初步的探讨，简单介绍了体视投影原理和三维画的基本原理，并给出了几幅三维画。     

动态视点体视投影数学模型及三维体视投影图

本文采用电子计算机对固定视点体视投影数学模型的三维象无畸变域及其二维投影域进行了定量分析,指出其最大二维投影域为30.5cm×42.7cm.提出并建立了新型动态视点体视投影数学模型,其三维象无畸变域及二维投影域较之固定视点体视投影数学模型广为扩展,在保持人体躯干位置基本不变的情况下,其二维象无畸变域可达到水平±90°、垂直±90°的范围.最后叙述了利用动态视点体视投影数学模型绘制三维投影面体视图的一般方法.     

基于语义虚拟接口的三维用户界面组态

针对三维组态软件图形用户界面组态过程复杂、人机交互不自然的问题,提出基于语义虚拟接口的三维用户界面组态方法.该方法通过建立虚拟场景建模本体,借助本体语义信息辅助进行三维用户界面组态人机交互.提出虚拟接口的概念,使用虚拟接口作为场景对象人机交互语义信息的载体,用其表示场景对象之间可能的组态关系,实现了场景对象间的自动组态连接,进而实现了以简单人机交互完成复杂的三维组态任务.通过化工领域三维组态软件原型系统验证了方法的有效性.     

考虑用户视觉注意机制的人机交互界面设计

为了有效提高人机交互界面的设计质量和效率,将视觉注意的计算方法引入到人机交互界面设计过程中,提出了一种考虑用户视觉注意机制的人机交互界面设计方法.利用视觉注意计算模型分析了人机交互界面中各元件的视觉注意程度,构建了视觉注意焦点图;采用配对比较法确定各元件的重要度和使用频率,以灰度图的形式建立了人机交互界面重要性分布图.通过比对视觉注意焦点图和重要性分布图,以用户的视觉特性为评价指标对人机交互界面设计方案进行了评估.以智能手机的人机交互界面设计为例,对所提出方法进行验证.结果表明:该方法优化了用户的视觉特性,与传统方法相比,人机交互界面设计质量和效率得以提升;所设计的人机交互界面增强了用户的交互体验.     

我院毕业生李昌在国际发明展览会获奖

在今年四月二十五日召开的第十三届日内瓦国际发明展览会上,我院自动化系无线电专业八二届毕业生,现中国民航学院教师李昌发明的电磁场三维体视投影图获得亚洲地区大奖和金牌。李昌根据体视投影和电磁场理论,通过电子计算机绘图系统,绘制电磁场场型分布三维图像,这在国内是一个创举。同时,利用电子计算机绘图系统实现体视投影绘图,在国内也居领先地位。     

智能制造系统的6R工业机器人仿真和监控平台

为了提高工业机器人的交互性,进行了构建具有三维可视化环境的人机交互系统研究。本文以6R机器人为对象建立了机器人运动学模型,利用矢量积方法推导了雅克比矩阵,为仿真和监控数据的可视化奠定了基础。给出了可视化环境的实现方案,设计了编译控制指令和仿真的算法流程,并以JOpen Show Var作为网络通信开发包设计了监控的通信结构。开发实现了机器人的仿真和监控系统,并进行了实验验证。实验结果表明该系统具有形象直观的人机交互环境,而且具有良好的监控实时性。     

物流系统仿真的三维可视化研究

论述了三维可视化问题在物流系统仿真中的重要性,介绍了计算机仿真中三维可视化问题的发展阶段和趋势,并对动态环境建模技术、快速三维图形生成技术、人机交互技术、基于离散模型的多媒体生成技术等关键技术进行了详细说明．     

一种联合语音与手势识别的增强现实人机交互系统

针对AR系统人机交互问题,提出了一种联合语音与手势识别的AR系统人机交互系统,利用语音识别传感器和手势识别传感器构建AR系统人机交互硬件系统,利用MCU芯片对语音识别传感器和手势识别传感器进行控制,实现了"翻页""缩放""上一步""下一步"等多种交互命令。与传统人机交互方法相比,克服了单个传感器使用环境受限制的缺陷,提高了AR系统人机交互的实时性和鲁棒性,实现了AR系统人机交互方法的普适性、低成本和高效率。     

自主驾驶的人机交互控制

本研究对自主驾驶的人机交互中机器学习方法进行综述。通过介绍自主驾驶中人机交互研究的价值和意义,明确了人机交互问题定义以及与机器学习之间的关系,构建了自主驾驶中人机交互团队的架构。围绕提出的人机交互的系统架构和研究方法展开讨论,提出了人机交互问题解决的通用架构。并且,重点针对自主系统和驾驶员两部分介绍了相关机器学习算法,对自主驾驶中人机交互控制的未来研究进行展望,并对本研究进行总结。     

基于多视角影像的实景三维单体化建模探究

以循化县积石镇实景三维单体化试点项目为例,研究了青海省建制镇建成区的实景三维精细单体化模型建设方法。首先对青海省建制镇建筑物进行单体化模型分类,然后分析了多视角影像的获取与处理、多属性关联、单体化模型精度验证等关键技术,形成了适合青海省建制镇建成区的实景三维单体化模型建模方法,可为青海省实景三维单体化建模生产提供有效的技术支持和经验借鉴。     

Layer-Constrained Triangulated Irregular Network Algorithm Based on Ground Penetrating Radar Data and Its Application

In this paper,a layer-constrained triangulated irregular network (LC-TIN) algorithm is proposed for three-dimensional (3D) modelling,and applied to construct a 3D model for geological disease information based on ground penetrating radar (GPR) data.Compared with the traditional TIN algorithm,the LC-TIN algorithm introduced a layer constraint to the discrete data points during the 3D modelling process,and it can dynamically construct networks from layer to layer and implement 3D modelling for arbitrary shapes with high precision.The experimental results validated this method,the proposed algorithm not only can maintain the rationality of triangulation network,but also can obtain a good generation speed.In addition,the algorithm is also introduced to our self-developed 3D visualization platform,which utilized GPR data to model geological diseases.Therefore the feasibility of the algorithm is verified in the practical application.     

Layer-Constrained Triangulated Irregular Network Algorithm Based on Ground Penetrating Radar Data and Its Application

In this paper,a layer-constrained triangulated irregular network (LC-TIN) algorithm is proposed for three-dimensional (3D) modelling,and applied to construct a 3 D model for geological disease information based on ground penetrating radar (GPR) data.Compared with the traditional TIN algorithm,the LC-TIN algorithm introduced a layer constraint to the discrete data points during the 3D modelling process,and it can dynamically construct networks from layer to layer and implement 3D modelling for arbitrary shapes with high precision.The experimental results validated this method,the proposed algorithm not only can maintain the rationality of triangulation network,but also can obtain a good generation speed.In addition,the algorithm is also introduced to our self-developed 3D visualization platform,which utilized GPR data to model geological diseases.Therefore the feasibility of the algorithm is verified in the practical application.     

基于微机的三维地震资料可视化系统研究

结合地震数据的特点 ,研究了科学计算可视化技术 ,从中选择出适合地震资料可视化的以物体空间为序的直接体绘制算法 .编制出基于微机和 Windows平台的三维地震可视化系统Seismic Vis.该系统以面向对象的思想构造 ,采用开放式图形库 Open GL ,具有良好的可扩展性和移植性 ,界面友好 ,具有较好的用户交互能力 .将 Seismic Vis用于实际地震资料的解释 ,取得了良好的效果     

三维地质模型可视化中直接三维交互的实现

人机交互是可视化系统中不可缺少的组成部分，三维交互的技术关键是建立屏幕二维坐标与三维空间坐标的对应关系．基于改进三棱柱3D地质模型，在其可视化过程中采用几何变换方法，并借鉴OpenGL的选择、反馈等技术，实现了矿床地质模型的直接三维交互操作，提高了3D地质建模软件的易用性与灵活性．     

Application of 3D Visual Techniques in Daliuta Coal Mine

3D visualization is one of major problems in ＂Digital Mine＂ theory and its technological research field. Through the observation of 3D geological models, spatial structural information, connected with the information of production management hidden in geological data, could be detected. In order to meet the requirement of more efficient coal exploration, a case study of geological characters of the Daliuta Coal Mine is presented in which 3D visual models of the ground surface and geologic bodies are established on the basis of data models and data structures of 3D geology modeling. The main conclusions of this study are as follows： （1） Through analysis and organization of spatial discrete data, the drillhole database is designed with the data of the Daliuta mine; the connections amomg drillhole data are realized and displayed in a 3D environment. （2） Combining real data of the Daliuta mine, drillhole visualization is realized in a 3D environment by using the CoalMiner system. （3） The ground surface modeling of the Daliuta coal mine adopted a surface-data model and a TIN data structure. （4） 3D models of coal seams and rock formations of the Daliuta mine are established, which provide a method for the simulation of complex surfaces of geologic bodies. In the end, the models are applied to the Daliuta coal mine and the result shows that better geological effects are obtained.     

矿井灾害的地质及巷道集成三维模型研究

针对目前地质和巷道独立建模给矿井灾害救援带来的问题,建立基于面模型的多层三维地质与巷道集成模型,并结合可视化技术为救援决策提供技术支持。研究复杂地质体的三维模型和巷道三维模型的关键技术,综合三维巷道网络的弧-节点模型与地层岩性、节点相互关联的拓扑关系,实现二者的集成建模。在此基础上,采用启发式路径搜索的A*算法,实现应急救援路线的智能快速选择。     

三维爆炸场可视化

为了将三维爆炸场可视化及分析爆炸过程复杂的物理现象,从三维多流体网格法得到数值模拟结果,基于爆炸与冲击的特征,采用直接体绘制的方法进行三维可视化.在此基础上,设计了三维可视化软件--ViSC3D.介绍了三维爆炸场可视化的理论、方法及ViSC3D软件设计的算法、功能.该软件是三维爆炸场的重要分析工具,可以便于研究人员对难于直接观察、分析的爆炸场进行全貌和细节的观察和分析.利用ViSC3D,对山沟中的爆炸场进行了整体、剖面可视化及二维切片的抽取,比较详细地展现了爆炸场的概貌和局部细节.ViSC3D软件亦可适用于其它类似三维数据场的可视化.     

Probe into Key Techniques of Regional-Oriented 3D GIS On the key techniques of 3D GIS used for regional Geological Information System

Regional Geological Information System combines the multi-dimensional and dynamic spatial information into an integrated spatial information system. 3D geological modeling and its preprocessing or post-processing are the most difficult problems for constructing the system. Based on the current 3D GIS technique, some basic problems in establishing the system are discussed in this paper, including 3D spatial data model, 3D geological modeling, and visualization of 3D geological data. A kind of 3D vector data model based on boundary representation for geological object and its topology was developed in order to model and visualize complex geological structures. In addition, some key techniques are pointed out for further study.     

基于层面模型的矿床三维可视化及应用

鉴于目前矿山地质体三维建模技术的重要性与日俱增,设计一种由钻孔数据构建层面模型的三维可视化方法.该方法以钻孔资料为建模的源数据,以ArcGIS软件为技术平台,经过对钻孔数据的提取和处理等流程,分别建立每个层面模型并叠合形成矿床的三维可视化模型.建模实验表明：该模型存储效率高,可以很好地顾及地形特征.最后给出模型的应用实例.     

多臂井径仪三维成像系统的研究与实现

多臂井径仪各臂具有独立的测量探头和传感器, 能够测量得到丰富的井径信息, 记录多个方位方向上的套管内径值, 可以更准确地获得套管形变、剩余壁厚、弯曲、断裂、腐蚀等信息。将井径数据直接以三维图形的形式绘制出来, 可给用户直观的结果。针对其数据特点, 在对物体的三维可视化技术进行探索和研究的基础上, 提出了简单可行的算法, 实现了套管的三维重构。开发了基于Delphi 和OpenGL 的三维成像软件, 详细介绍了具体的实现方法, 可显示三维图像, 实现对物体进行旋转、缩放、融合、剖面和人机交互等功能。三维图像直观、准确, 为油田套管分析提供了可靠的保证。该算法也适用于其他类似方面的应用。