太空场景光照仿真方法研究

建立一个逼真的太空环境,在航天训练模拟器的设计中,存在对星空光照和大气散射特性逼真度差的问题.为解决上述问题,提出了一种太空场景的光照仿真方法.首先对太空场景中的有效光源进行建模,分析各光源的光照贡献情况.然后在光照模型基础上,对航天器处于地球本影区和伪本影区的情况分别进行计算,并考虑地球漫反射光对环境光的影响.最后结合太空光照环境特点和视觉系统生理特性,采用色调映射算法进行场景显示亮度优化.对比真实太空图像进行验证,表明改进方法可以有效提高太空场景仿真的逼真度,所采用的亮度调节方法也切实可行,不仅实现简单高效,而且计算灵活性好,很好地满足了仿真训练的真实感和实时性的指标要求.     

HSRS-SC:面向遥感场景分类的高光谱图像数据集

目的 场景分类是遥感领域一项重要的研究课题，但大都面向高分辨率遥感影像。高分辨率影像光谱信息少，故场景鉴别能力受限。而高光谱影像包含更丰富的光谱信息，具有强大的地物鉴别能力，但目前仍缺少针对场景级图像分类的高光谱数据集。为了给高光谱场景理解提供数据支撑，本文构建了面向场景分类的高光谱遥感图像数据集（hyperspectral remote sensing dataset for scene classification，HSRS-SC）。方法 HSRS-SC来自黑河生态水文遥感试验航空数据，是目前已知最大的高光谱场景分类数据集，经由定标系数校正、大气校正等处理形成。HSRS-SC分为5个类别，共1 385幅图像，且空间分辨率较高（1 m），波长范围广（380~1 050 nm），同时蕴含地物丰富的空间和光谱信息。结果 为提供基准结果，使用AlexNet、VGGNet-16、GoogLeNet在3种方案下组织实验。方案1仅利用可见光波段提取场景特征。方案2和方案3分别以加和、级联的形式融合可见光与近红外波段信息。结果表明有效利用高光谱影像不同波段信息有利于提高分类性能，最高分类精度达到93.20%。为进一步探索高光谱场景的优势，开展了图像全谱段场景分类实验。在两种训练样本下，高光谱场景相比RGB图像均取得较高的精度优势。结论 HSRS-SC可以反映详实的地物信息，能够为场景语义理解提供良好的数据支持。本文仅利用可见光和近红外部分波段信息，高光谱场景丰富的光谱信息尚未得到充分挖掘。后续可在HSRS-SC开展高光谱场景特征学习及分类研究。     

大豆叶面积的高光谱模型

以ASD FieldSpec-Vnir光谱仪实测不同生长季大豆的冠层反射率,同期采集对应大豆LAI,然后逐波段分析冠层光谱反射率、导数光谱与大豆LAI的相关关系;并采用单变量线性回归逐波段分析了冠层光谱反射率、导数光谱与大豆LAI确定性系数随波长的变化趋势,建立了以近红外与可见光波段冠层光谱反射率的比值植被指数RVI与大豆LAI的高光谱遥感估算模型。结果表明,冠层光谱反射率在350￣680nm、760￣1050nm波谱区与大豆LAI相关性较大,而在红边区680￣760nm的相关性变化较大;导数光谱在红边区与大豆LAI相关程度高。通RVI方式建立的遥感估算模型能较为准确估算大豆LAI,通过对红外与蓝波段建立的RVI指数与大豆LAI的回归模型,表明其预测大豆LAI的能力较好,有进一步研究的必要;通过对比发现,神经网络模型可以大大提升高光谱反演大豆LAI的水平,模型的确定系数R2为0.9661,而总均方根误差RMSE仅为0.446m2.m-2。     

空间动态场景的建模与仿真

空间环境可视化仿真体系对于管理、分析、展现空间物体工作方式至关重要.结合计算机图形学,天文学,数学,运动学等知识,建立了一个以地球为中心的空间环境仿真平台,在此基础上开发出卫星在轨运行实时仿真系统.对仿真系统的设计及实现进行了详细地描述,并论述了系统的主要功能和框架、场景的几何建模和动态建模、卫星覆盖范围建模、通讯特殊...     

高光谱遥感分类方法研究

高光谱遥感是近二十年发展起来的遥感前沿技术。本文探讨了高光谱遥感分类方法,比较分析各种方法与传统方法的优缺点。     

自然场景仿真系统的设计与实现

对自然场景进行真实感模拟仿真与实时绘制是计算机图形学领域的一个重要内容,广泛应用于虚拟现实和三维游戏中.本文设计并实现了一个自然场景仿真系统,运用随机生成的高程数据和纹理映射技术,模拟三维自然地形;运用BillBoard技术生成具有真实感的树木,提高场景绘制速度.在VS+OpenGL环境下,对虚拟场景地形和树木进行了仿...     

自动分块亮度校正算法及仿真研究

光照是人脸图像的成像条件之一,在人脸成像过程中具有很大的灵活性.由于拍摄照片过程中光照条件或观察角度的不同,导致人脸识别算法的性能明显下降.基于传统的区域校正思想提出了一种自动分块亮度校正算法,自动提取过亮块和过暗块并对其进行亮度校正.以彩色图像人脸数据库为例,快速、准确地得到亮度校正图像.仿真实验表明,将该算法校正恢复出的图像用于人脸识别,可以提高人脸识别率,具有一定的应用价值.     

视景仿真系统中动力模型与场景控制的实现

对汽车动力模型的建立与场景控制的设计做了简单的介绍,描述了在视景仿真系统中如何建立汽车动力模型以及对系统中汽车模型的前进、后退、方向转变、遇到雾和阳光的强弱等场景控制的实现。     

高光谱遥感数据光谱特征提取算法与分类研究

针对高光谱数据的特点,探讨了高光谱数据特征提取的若干算法,重点研究了导数光谱和光谱编码技术,并从地物光谱曲线中提取了其光谱吸收特征.对同类曲线特征求交得到识别地物的有效特征;对不同类曲线特征求交得到区分不同类地物的有效特征.最后基于提取的特征建立了地物识别决策树,从而达到快速识别分类地物的目的,能够实现依据地物光谱特征的地物识别与分类.     

云景仿真模型研究

云景仿真模型在大气科学和仿真工程领域具有重要的作用和意义,其本质是以不同类型云的形成过程和演变规律为基础,通过模型和算法对云的各种参数及其动态变化过程进行计算和模拟.通过对不同类型云的分析,云景仿真模型选择四维分形随机网格和气象要素影响修正实现对卷云的模拟,采用地形波和风向影响修正实现对层云的模拟,基于热力学物理过程和采用粒子系统实现对积云的模拟.通过对仿真运行结果的可视化显示,初步演示验证了云景仿真模型及其算法的可行性和正确性.     

基于PC的模拟驾驶视景仿真技术研究

在模拟驾驶系统中,为了满足驾驶模拟系统对真实性、实时性和交互性的要求,增强驾驶的沉浸感和交互感,视景仿真系统的好坏是至关重要的。为此以MultiGen Creator为建模软件,Vega为视景驱动开发平台,详细讨论了其中所涉及的许多关键性技术,并结合多年开发的经验给出了解决方案。     

视景仿真在视觉伺服中的应用

针对视觉伺服控制系统的仿真分析问题，提出了采用OpenGL技术构造视景仿真模型，并将其嵌入到数字仿真环境中，由此得到的视觉伺服模型已成功地应用于多个视觉伺服控制算法的研究。     

基于Plib的飞艇飞行视景仿真设计

由于飞艇体积大、密度小,受附加惯性力显著,其动力学特性与常规飞行器有较大不同。所以。为了直观全面地了解飞艇的飞行特点,对飞艇进行飞行视景仿真是必要的。为此首先介绍了视景仿真开发工具Plib和仿真系统总体框架,然后,应用机理分析方法建立了飞艇运动模型。在此基础上,调用Plib的类方法创建三维仿真环境,重点研究了天空海洋绘制、模型导入、视点变换、图形用户界面资源及键盘鼠标响应控制等关键技术。最后应用该系统对飞艇纵侧向扰动运动进行了仿真,展现了飞艇受扰后的飞行状态和各种运动模态的变化过程,结果表明该仿真系统真实感强,实时性好,可以为飞艇的后续研制工作提供参考和帮助。     

目标三维场景建模与实时红外仿真技术研究

针对景象匹配系统对红外图像实时性的要求越来越高的特点,提出了基于目标三维场景的实时红外仿真方法。首先,设计了红外场景仿真的总体方案;其次,对材质红外图像计算、红外图像数据库建立、基于全球三维场景的实时红外场景建模三个关键技术做了初步实现;最后,结合红外场景仿真方案完成了系统。实验结果表明：该方法生成的红外图像与实拍红外图像的变化规律基本一致,从而为实时制备红外基准图提供了一种有效途径。     

基于视景仿真的3D购物系统

目前大多数的购物网站均呈现千篇一律的方式,无法像现实超市那样给消费者提供一种购物环境,实现文化、心理上的满足和享受．为了弥补以上缺陷,我们考虑将目前最先进的视景仿真技术和信息管理技术融合在一起。基于OSG技术构建3D商业环境及视景漫游、完成基于3D图形界面的购物操作流程．     

基于Creator和Vega的红外飞行视景仿真

目前,红外飞行视景仿真已成为飞行仿真的一个重要研究方向,具有重大的军事和经济意义.针对视景仿真技术对于在夜视条件下也可以进行飞行仿真的问题,文中提出利用Creator建立三维地形模型;基于Vega仿真软件环境开发天空、地面背景和飞机效果;利用Vega中的SensorVision模块讨论了红外飞行视景生成技术,模拟在夜视条件下红外飞行视景环境,以及观察到的红外景象;利用C 编程,调用Vega API函数,开发了视景仿真程序,最后基于MFC完成了对于红外飞行视景仿真的软件界面的开发.开发和应用结果表明,该系统灵活通用,比基于OpenGL图形库开发的红外视景仿真提高了画面逼真度,缩短了开发周期.     

基于OSG的飞行视景仿真平台开发

OSG(Open Scene Graph)是一个出色的视景仿真开源软件包,基于OSG可以开发高拟真度低费用的飞行视景过程.但是由于OSG是基础类库,因而有必要对其进行二次开发以降低视景过程的开发难度和开发周期.首先论述了OSG的体系结构,并依据装配式的视景仿真生成思想,设计了基于OSG的飞行视景仿真软件平台FSS的顶层结构体系.基于该顶层设计,实现了软件的开发,通过示例可以看出,在FSS上可以简单、快速实现飞行视景过程的创建,从而大幅度降低了飞行视景仿真过程开发的周期和难度.