基于截面特征的样条插值地形算法研究

虚拟战场环境仿真中构建大规模地形时,常用的三次B样条曲线拟合方法生成的地形,无法满足战场地形的高精度要求。本文在基于线性约束最小化生成曲线基础上,提出了一种利用线动成面原理、截面特征重构曲面生成地形曲面的方法。为了修复曲线曲面的精确性,不断地找出数据点与曲线曲面偏差最大点,利用曲线曲面复杂度指标自适应地添加新特征点,反...     

基于能量最小化控制点的B样条插值算法

针对在虚拟现实中重现物体的精确性问题,提出了采用自适应方法提取合适的特征点来插值B样条曲线的算法,实现了满足一定精度要求的数据点拟合以及控制点的反算.该算法首先通过曲率信息选取初始特征点作为型值点,然后应用线性约束能量最小化方法反算出控制点.由控制点和节点矢量拟合出B样条曲线,找出数据点与曲线偏差最大点,利用曲线复杂度指标自适应地添加新特征点,反复迭代直到满足要求的误差精度.该算法适用于逆向工程设计中重建物体和计算空间曲面控制点等问题.     

基于B样条曲线及遗传算法求解TA/TA问题

主要讨论了水平面上空面导弹TA／TA（地形回避／威胁回避）问题。首先通过Dijkstra算法求出地形、威胁包络的最短及几个较短路径通道；用所求通道上的关键点作为三次B－样条曲线的顶点，近似拟合导弹飞行路线。以本文提出的最小距离法生成适应度函数，考虑导弹机动能力的约束，通过遗传算法来调整B－样条曲线的顶点，从而寻找出性能指标最优的可飞行样条曲线；根据所求出的最优样条曲线给出导弹航路点。通过大量的仿真实验，证明该方法是可行的，具有快速性并适应于大范围、复杂地形和威胁环境。     

利用B样条实现基于等高线的三维地形图

利用B样条曲线将等高线光栅图矢量化。根据B样条曲线插值公式得到等高线与纵横网格线的交点;根据这些史点的三维坐标值,利用线形插值分别得到纵横网格交点的高程,其均值作为网格变点的最终高程;最后利用OpenGL中的NURBS曲面接口生成三维地形图。该方法输入工作量小．数据存储量少。模拟效果较好。     

基于抽样随机一致性和图像特征的图像配准

文中介绍了一种基于Harris角点检测图像特征的图像配准方法。通过随机一致性算法(RANSAC)和正则化交叉相关测度建立了待配准图像和模板图像之间特征点的对应关系。分别采用仿射变换和透射变换通过该对应关系进行图像配准。在完成配准后,分别采用自适应B样条插值算法和多项式插值算法对配准后的图像进行校正。采用信噪比和交叉相关系数作为评价标准,通过对几种方法相结合的图像处理结果进行比较,得出结论:对应超声TOFD图像,仿射变换结合B样条插值校正的方法可以得到最好的效果。     

高性能在线B样条插值器的设计与FPGA实现

插值在信号处理领域有着广泛的应用,人们提出了各种插值算法。B样条插值是一种插值性能很好的算法,而且存在高效实现算法,易于硬件实现。文中对3次B样条插值进行了详细分析,研究了3步滤波的插值算法。通过对3次B样条插值和3次样条插值仿真结果进行比较,确定了最终实现算法。最后,用Verilog代码实现了该插值算法,并且用X ilinx公司的Vertex-Ⅱpro 100芯片进行了测试。     

三次均匀B样条插值曲线和曲面的矩阵形式

根据三次B样条曲线(CB)的矩阵形式灵活的特点、CB曲线的端点性质和插值曲线在连接点应满足的连续性条件,推导出CB插值(CBI)曲线的矩阵形式,并进一步推广,得到了双CBI曲面的矩阵形式.生成了平面和空间插值曲线、闭合插值曲线和插值面片.与传统方法进行了比较,结果表明,本文方法有较大的优越性和较好的实用价值.     

基于B样条的真实感头发建模

引入B样条对头发及发型进行真实感建模与仿真.由悬臂梁模型生成初始数据点,经B样条曲线反算生成自然弯曲的关键头发;由周期性闭合B样条曲线反算生成头发簇的截面曲线;利用B样条的局部性质对关键头发和截面曲线进行形状调整;在关键头发和截面曲线的基础上运用蒙面算法生成头发簇.最后在头部模型上按区域生成头发簇并进行光照渲染完成整体发型设计与仿真.结果表明,该方法对头发的控制比较简单,可以获得各种发型.     

DSP+FPGA在高速高精度运动控制器中的应用

数字信号处理器具有高效数据运算能力，并能提供良好的开发环境，而可编程逻辑器件则具有高度灵活的可配置性。文中描述了用TMS320C32浮点DSP和可编程逻辑器件(FPGA)相结合来构成高速高精度运动控制器的设计思想，给出了通过B样条插值算法对该系统运动曲线进行平滑处理以及运用离散PID算法对运动过程进行控制的实现方法。     

三次样条插值在称重仪表误差补偿中的应用

介绍了采用三次样条曲线插值方法对称重仪表的非线性误差进行修正的方法,该修正方法对于线性误差较大的传感器有很好的补偿效果,在某些测量精度较高的场合采用三次样条曲线插值可以获得比流行的多段折线线性补偿方法更高的精度。通过对一款5位半仪表采用三种误差处理方法比较,验证了三次样条曲线插值误差补偿方法对传感器误差的补偿效果。该方法对于其他的数据采集系统精度提升有一定的借鉴意义。     

不同地形激光雷达数据点云的信息提取方法

针对不同地形点云数据采用不同的滤波和格网插值方法提取地面信息,得到了良好的滤波插值效果,为后续地表下沉盆地获取等工作提供了优质的基础数据。对于不同的点云数据,文中分别进行了针对性的处理。对地表平坦且植被稀少的点云数据,采取高程最低点采样并替代格网高程值的方法;对地物和植被杂乱的点云数据,采用基于先验高程信息滤波与Kriging格网插值相结合的方法;而对于地形起伏较大的点云数据则采用渐点加密TIN滤波与Kriging格网插值相结合的方法,最终得到高质量的基础数据并应用于工程实际。     

Multiscale curvature-based shape representation using B-splinewavelets

This paper presents a new multiscale curvature-based shape representation technique with application to curve data compression using B-spline wavelets. The evolution of the curve is implemented in the B-spline scale-space, which enjoys a number of advantages over the classical Gaussian scale-space, for instance, the availability of fast algorithms. The B-spline wavelet transforms are used to efficiently estimate the multiscale curvature functions. Based on the curvature scale-space image, we introduce a coarse-to-fine matching algorithm which automatically detects the dominant points and uses them as knots for curve interpolation.     

飞行仿真中气动特性数据拟合方法研究

飞机气动特性数据是飞行仿真的基础,其精确性直接影响着飞行仿真效果.提出一种基于遗传算法的B样条曲线拟合方法,建立了飞机气动特性数据的数学模型.B样条曲线可对复杂曲线进行拟合,但数据点的参数选择影响着拟合的精度.参数选择通常有两种方法,一种是固定B样条基的节点选择参数,另一种是选定参数然后变化B样条基的节点.采用遗传算法将二者统一考虑,同时变化节点与参数使得拟合误差最小.通过气动特性数据拟合验证了该方法的有效性、精确性和鲁棒性.     

A MAP framework for tag line detection in SPAMM data using Markov random fields on the B-spline solid

Magnetic resonance (MR) tagging is a technique for measuring heart deformations through creation of a stripe grid pattern on cardiac images. In this paper, we present a maximum a posteriori (MAP) framework for detecting tag lines using a Markov random field (MRF) defined on the lattice generated by three-dimensional (3-D) and four-dimensional (4-D) (3-D + t) uniform sampling of B-spline models. In the 3-D case, MAP estimation is cast for detecting present tag features in the current image given an initial solid from the previous frame (the initial undeformed solid is manually positioned by clicking on corner points of a cube). The method also allows the parameters of the solid model, including the number of knots and the spline order, to be adjusted within the same framework. Fitting can start with a solid with less knots and lower spline order and proceed to one with more knots and/or higher order so as to achieve more accuracy and/or higher order of smoothness. In the 4-D case, the initial model is considered to be the linear interpolation of a sequence of optimal solids obtained from 3-D tracking. The same framework proposed for the 3-D case can once again be applied to arrive at a 4-D B-spline model with a higher temporal order.     

Affine-invariant B-spline moments for curve matching

The article deals with the problem of matching and recognizing planar curves that are modeled by B-splines, independently of possible affine transformations to which the original curve has been subjected (for example, rotation, translation, scaling, orthographic, and semiperspective projections), and possible occlusion. It presents a fast algorithm for estimating the B-spline control points that is robust to nonuniform sampling, noise, and local deformations. Curve matching is achieved by using a similarity measure based on the B-spline knot points introduced by Cohen et al. (1991). This method, however, can neither handle the affine transformation between the curves nor the occlusion. Solutions to these two problems are presented through the use of a new class of weighted B-spline curve moments that are well defined for both open and closed curves. The method has been applied to classifying affine-transformed aircraft silhouettes, and appears to perform well.     

用于自由曲面视觉测量的立体精匹配方法

根据立体视觉原理,针对自由曲面视觉测量的实际情况,文中将多种方法融合为一体用于立体匹配,提出一种亚像素级的立体精匹配方法。首先利用投影光栅,在曲面上形成变形条纹,采用小波变换检测出像素级的离散边缘点;在此基础上,提出搜索式无监督聚类拟合匹配算法,将边缘点按实际边缘情况分为不同组别,并用三次B样条将离散的边缘点拟合成连续曲线;根据对极约束特性,实现亚像素级的立体精匹配,解决了交向摆放姿态的双目立体视觉系统的匹配问题。