基于四叉树的多分辨率地形数据3维可视化

大场景的3维地形可视化模型是地理信息系统平台的重要组成部分。但至今大场景的3维地形数据可视化仍存在数据处理速度慢,显示滞后的问题,针对此问题提出了一种基于四叉树的多分辨率地形数据3维可视化算法,即首先以规则网格为基本处理单元,采用链式四叉树数据结构存储多分辨率地形数据;然后在此基础上,设计了动态LOD算法完成四叉树的高效遍历。在该算法中,采用了视景裁剪、三角扇形和内存池等优化显示技术,用以支持大场景3维地形数据的实时显示,并已在Windows平台上,用VC 6.0开发了大场景地形数据3维可视化演示软件。     

大规模多分辨率地形模型简化生成方法

针对地形的四叉树简化技术,提出一个简单的裂缝消除算法．该算法不使用递归同样可以使四叉树满足约束条件,简化结果不存在T型连接．利用该算法实现了地形数据的实时显示,并提出了今后的改进思路．     

基于限制性四叉树LOD大规模地形预处理算法

LOD（Level Of Detail,层次细节）技术是解决大规模地形实时渲染的关键技术之一,通过这种技术可以较好地简化场景的复杂度,减少图形显示的失真度,满足一定的实时性要求。传统的算法将四叉树和LOD技术相结合将大规模数字高程模型数据（DEM）进行分块,并对块内数据按照分辨率的大小分层存储。通过对四叉树的研究,在限制性四叉树的基础上引入预处理算法,提高了地形读取速度,增强了实时显示效果。该算法是基于限制性四叉树的一种高效的规则网格划分方法,内存开销少,降低了CPU的负担。实验结果表明该算法提高了地形导入的效率,能实现大规模地形的实时漫游。     

基于重要目标区的三维地形快速渲染方法

三维地形的显示需要绘制大量的三角形网格,为了提高地形显示速度目前广泛采取了三角形网格简化技术。针对弹道导弹作战区域地形的特殊性,提出了一种基于重要目标区的网格简化方法。从BMP位图读取地形高度信息,以四叉树保存网格数据,按照区域重要性静态确定地形网格疏密程度。并采用DirectX平台,实现了导弹战区三维地形显示,提高了渲染效率。     

基于线性四叉树的快速邻域查询算法

邻域查询是位置服务系统的核心技术,它的实现取决于空间对象数据模型.根据空间对象分布构建的四叉树模型,以及线性四叉树中位置码的使用,提出了一种新的基于线性四叉树的快速邻域查询算法.该算法根据满四叉树结点编码思想对线性四叉树的Morton码进行了改进,并增加了表示四叉树所有结点状态的序列,通过网格模型的邻域查询算法实现了线性四叉树的快速邻域查询.     

基于枚举四叉树的多分辨率几何图像绘制方法

为提高多分辨率几何图像的实时绘制效率,将枚举四叉树思想引入到传统四叉树的设计中,提出以单个枚举四叉树节点作为独立渲染单元的方法,极大地减少了绘制函数的调度次数.针对实时绘制时几何图像不同层次边缘易产生裂缝的现象,采用枚举四叉树的结构,在数据预处理阶段构造基础渲染节点时用分段函数消除节点内部的裂缝;实时绘制阶段在GPU上使用反正切函数控制顶点偏移,消除节点间的裂缝.实验结果证明,枚举四叉树结构能充分利用GPU的批量处理能力,有效地提高了绘制效率;裂缝处理算法易于GPU实现,获得了较高的帧率和较好的绘制效果.     

一种新的移动机器人环境模型

环境建模是移动机器人路径规划的基础．针对部分 已知或完全未知的环境,本文提出一种基于位置码的四叉树环境模型,通过建立四叉树节点 位置码与其笛卡尔坐标的一一对应关系,将对四叉树的操作转换到位置码空间,从而简化了 对四叉树的操作．文中研究了基于位置码的四叉树的重要操作,并给出了详细的算法;基于 该模型,作者利用A*算法进行路径规划的仿真研究,仿真结果证明了该模型的有效性．     

基于优化八叉树的场景视锥体裁剪算法

大体量3D模型容易导致浏览器端渲染帧数低、显示卡顿及资源消耗大等问题,其原因是这类模型通常包含数以亿计的三角面片,在有限的时间内无法实现快速加载与渲染。针对此类问题,提出一种基于优化八叉树的场景视锥体裁剪算法。该算法采用地址码（Morton码）、节点视距标准和按需增量划分技术,使得八叉树具有自适应性与良好的压缩效率;采用双层包围体和基础相交测试技术,提高视锥体裁剪的精确性,整体上实现提升渲染帧数、显示流畅的目标。高速列车实例模型研究表明,与传统八叉树视锥体裁剪算法相比,所提算法平均渲染帧数上提高了约14帧,空间压缩率提高了37.8个百分点。     

四叉树高效Delaunay三角网生成算法

实现了一种以地形为应用背景的大规模离散点快速生成TIN的算法,该算法首先对大规模离散点按一定的阈值进行四叉树分割,然后对四叉树的每个叶子块分别以凸壳技术构三角网,而后再自底向上合并具有相同父亲节点的块,最后进行全局优化,生成Delaunay三角网.经实际地形数据验证结果表明：同样的算法,采用四叉树分块比采用平均分块策略有着更高的执行效率.     

GPU实时构建四叉树的快速地形渲染算法

针对传统四叉树场景渲染CPU占用率高、带宽开销大的缺陷,提出一种适合于GPU实现的四叉树场景分割和渲染算法.利用纹理和像素着色器实时构建四叉树,使用几何着色器实现GPU对四叉树的遍历和场景分割;针对已有的动态构建算法中裂缝消除算法难以用GPU实现的缺点,通过在四叉树构建中引入"过渡集"的概念,有效地消除了不同分辨率层次之间可能出现的裂缝.实验结果证明,与传统的动态构建算法相比,文中算法易于GPU实现,无需CPU干预,并降低了带宽开销,可以达到较高的帧速率.     

基于改进SSD算法的遥感图像目标检测

在遥感图像目标检测领域,多数目标检测算法针对小目标检测时效果不佳,为此,提出一种多尺度特征融合的遥感图像目标检测算法。利用SSD算法的基础网络进行特征提取,形成特征图金字塔。设计特征图融合模块,融合浅层特征图的位置信息和深层特征图的语义信息,从而保留丰富的上下文信息。设计冗余信息去除模块,通过卷积操作进一步提取特征图中的特征,并对特征信息进行筛选,以减少特征图融合时带来的混叠效应。在遥感图像数据集NWPU VHR-10上的实验结果表明,该算法的平均检测精度高达93.9%,其针对遥感图像小目标的检测性能优于Faster R-CNN和SSD等算法。     

Linux下Ext2文件系统的精剪与优化设计

基于Linux系统通过精细剪裁和优化设计,构建开发了一个Linux多级用户的Ext2二级文件系统,以作GPS等专业嵌入式的文件系统.其系统包括各基本实体(索引节点 、目录节点 、文件节点等)的定义和各功能模块的定义及实现,最后展示了系统部分功能模块的测试数据.本文所构造的Linux文件系统已经过测试并取得了良好效果.     

空间数据在嵌入式导航系统中的索引

研究了基于嵌入式Linux平台电子地图数据的空间索引,介绍了空间索引的基本方法。通过分析常见的空间索引算法如B树、R树、四叉树等算法的特点,结合嵌入式电子地图数据特点,设计了基于Hilbert编码的格网空间数据索引机制,并改进了格网索引的数据结构,从而提高了索引效率;并使用嵌入式数据库SQLite管理空间数据,达到了预期效果。     

土地利用基础图件更新系统中矢量操作模块的设计与实现

土地利用基础图件是新一轮国土资源大调查中系列土地调查的基础。本文自主研发出一套软件系统LandXPress,实现了GPS、RS、GIS技术集成支持下的土地利用基础图件的快速更新。其中变化信息的发现与提取这一矢量操作模块是该系统的关键步骤,在全国土地详查中,土地利用基础图件大部分是以SHP文件格式存储的。针对用户的特殊需求,ESRI公司提供了MapObject作为处理SHP文件并进行二次开发的基础组件,但是其价格比较昂贵。为了脱离MapObject的开发环境,笔者利用VisualC++开发环境,开发底层函数访问包对SHP文件进行访问。在该系统中取得了较好的效果。     

视频目标分割中帧间相似性传播的研究

目前视频目标分割算法多是基于匹配和传播策略分割目标,常常以掩模或者光流的方式利用前一帧的信息,探索了新的帧间特征传播方式,利用短时匹配模块提取前一帧信息并传播给当前帧,提出一种面向视频序列数据的目标分割模型。通过长时匹配模块和短时匹配模块分别与第一帧和前一帧做相关操作进行像素级匹配,得到的全局相似性图和局部相似性图,以及前一帧的掩模和当前帧的特征图,经过两个优化网络后通过分割网络得到分割结果。在视频目标分割公开数据集上的实验表明,所提出方法在单目标和多目标上分别取得了86.5%和77.4%的区域相似度和轮廓精度均值,每秒可计算21帧。提出的短时匹配模块比仅使用掩模更有利于提取前一帧的信息,通过长时匹配模块和短时匹配模块的结合,不使用在线微调即可实现高效的视频目标分割,适合应用于移动机器人视觉感知。     

Linux Shell安全审计机制的扩展

Unix Shell生成的命令历史记录是系统审计信息的重要来源,但它未能包含检测入侵所需的足够信息,且容易被用户本人篡改.利用可装入内核模块和系统调用劫持技术实现了对Linux Shell安全审计机制的扩展,并给出了用其进行安全监测的例子.     

FPGA-based module for SURF extraction

We present a complete hardware and software solution of an FPGA-based computer vision embedded module capable of carrying out SURF image features extraction algorithm. Aside from image analysis, the module embeds a Linux distribution that allows to run programs specifically tailored for particular applications. The module is based on a Virtex-5 FXT FPGA which features powerful configurable logic and an embedded PowerPC processor. We describe the module hardware as well as the custom FPGA image processing cores that implement the algorithm’s most computationally expensive process, the interest point detection. The module’s overall performance is evaluated and compared to CPU and GPU-based solutions. Results show that the embedded module achieves comparable distinctiveness to the SURF software implementation running in a standard CPU while being faster and consuming significantly less power and space. Thus, it allows to use the SURF algorithm in applications with power and spatial constraints, such as autonomous navigation of small mobile robots.     

Linux用户行为记录器的一种内核级实现方法

用户登录后敲击键盘的行为记录是判断用户是否有恶意行为以及安全审计的重要信息来源。基于Linux,通过使用内核函数劫持技术劫持并修改键盘输入的相关内核函数．同时利用可装载内核模块技术将修改后的内核函数作为可装载模块插入内核,实现了一个内核级的行为记录器。这种实现方法可以记录本地用户以及远程用户所有敲击键盘的行为,包括ctrl,alt,shift等特殊键码．利用键盘映射码表转换成标准的ASCII码格式输出到日志文件中。     

基于ARM的无人侦察机信息处理系统设计

根据无人侦察机的应用背景赫功能需求，提出了系统的体系结构，设计了以AT91RM9200处理器为核心的控制子系统以及由无线通信模块赫以太网模块组成的通信子系统。通过分析操作系统的机构及工作原理，给出了基于ARM的Linux操作系统设计以及MPEG-4视频压缩算法，实现了系统信息传输处理。     

基于Web的网络拓扑图生成方法的研究和实现

针对网络管理系统中配置管理模块,提出基于简单网络管理协议的网络拓扑发现和优化显示算法,对在Linux环境下实现动态绘制网络拓扑图中遇到的问题进行了研究,同时给出实现算法的关键Java技术,生成基于Web的网络拓扑图。