面向虚拟装配环境的虚拟手感知机制研究

深入研究了基于特征搜索的感知机制,并对感知机制在三维虚拟装配环境中进行了验证.在理论研究的基础上,以虚拟装配环境为交互场景,以虚拟手为感知机制的运行载体,以虚拟零件为感知对象的交互主体,在装配环境交互精确性高、计算复杂度低的实际要求下实现感知装配过程.实践证明基于计算感知的虚拟手对增强虚拟装配的情景真实和工艺验证起到了...     

海量数据信息管理系统设计与实现

为了提高不同场景的绘制效率,对网络中海量数据信息进行可视化管理,设计一种基于三维虚拟的海量数据信息管理系统。系统分为三维图像处理模块、信息感知模块、数据交互模块、三维模型重构渲染模块和输出程序控制模块。采用视景仿真渲染工具Vega Prime进行海量数据信息管理系统的三维立体建模和视景分析,采用3ds MAX软件进行海量数据信息管理建模,结合自适应图形跟踪渲染方法实现网络中海量数据可视化三维图形绘制,提高对海量数据信息的跟踪能力,构建视景分析模型数据库,实现对海量数据信息进行实时管理。仿真结果表明,设计的系统具有很好的三维虚拟重构能力,提高了海量数据显示与交互操作的绘制效率。     

基于VR技术的城市规划三维仿真设计系统设计

以呈现可视化、高还原度的城市规划效果为目标,基于VR技术开发一套崭新的城市规划三维仿真设计系统。构建MongoDB数据库,安全存储城市规划实测数据、设计过程产生的数据;三维设计模块基于Open GL类模块构建城市场景三维模型,采用数字高程模型与数字正射影像解决大坡度地形的城市规划问题;VR仿真设计模块计算城市景观顶点法线、顶点坐标、纹理坐标呈现虚拟规划效果,根据代码指令进行模型遍历渲染,通过交互控制指令旋转和平移摄像机,实现城市规划动态景观仿真交互漫游。仿真测试结果表明,系统三维建模相对误差在0.08～0.16之间,设计的城市规划方案交互性、实时性以及仿真效果突出。     

不同情境下常态产品包装交互系统设计

为了满足用户不同情境下产品包装设计需求,设计不同情境下常态产品包装交互系统。情境感知模型、产品包装草图编辑模块、产品包装虚拟展示模块、用户管理模块,以及数据库模块构成不同情境下常态产品包装交互系统总体结构;情境感知模型以活动理论、用户情境感知过程为前提,分析用户在不同情境下的设计需求,用户通过产品包装草图编辑模块调整设计草稿;系统采用Illustrator软件装潢产品包装结构,通过Photoshop软件设置产品包装滤镜、转换颜色模式,采用交互设计流程模型实现用户和设计师交互。结果表明该系统设计常态产品包装时用户满意度和易用性高。     

基于三维虚拟视觉的产品交互设计平台的开发与实现

当前产品交互平台建模大都采用二维显示的方式,存在交互性低、工作量过大以及难更新等缺陷,因此将三维虚拟视觉融入产品交互设计平台中,依据三维虚拟视觉技术塑造产品交互场景,通过三维数字建模模拟产品信息,实现基于三维虚拟视觉的产品交互设计平台开发。该平台包括交互设计模块、三维虚拟视觉展示模块以及交互展示模块。分析了产品交互功能的实现过程,主要包括三维虚拟视觉建模、动画展示过程、虚拟交互设计和平台发布。给出产品交互平台的人机交互界面设计过程,以及实现产品外形三维虚拟视觉展示的主要代码。实验结果表明,所设计产品交互平台,具有较高的认可度和可用性。     

利用Pi演算实现对服务交互流程的设计

Pi演算作为一种移动进程代数,可用于分析和设计并行的分布式业务流程。基于Pi演算实现对跨组织服务交互流程的结构与形式化模型设计,主要包括基本服务交互流程和动态交互流程两部分。前者通过Pi演算基本的形式化语义构建交互模型并实现模型描述;后者利用Pi演算的通道移动性,即以名字的传递作为交互信息传递方式来实现对动态交互流程的分析与设计。     

基于GIS的土地区域整理项目规划辅助系统设计

为提高土地区域整理项目规划效果图、空间区域规划质量和显示效果,设计基于GIS的土地区域整理项目规划辅助系统,其主要包括预操作子系统、规划布局子系统、单体工程子系统以及工程量汇总输出子系统。该系统通过图层管理功能收集地理信息,利用三维浏览和场景效果功能,对指定坐标快速定位并快速绘制土地区域整理项目规划场景图,通过土地规划功能对土地环境进行三维信息标注以及叠加展现。规划布局子系统通过土地利用布局优化模块,采用GIS技术优化布局土地空间,使用人口发展及土地需求预测模块预测人口增长数量和土地需求量,得到土地使用发展趋势。实验结果表明,该系统获取的土地区域整理项目规划效果图布局紧凑合理,俯瞰图轮廓明显,辅助效果佳。     

基于图形处理技术的三维景观设计系统实现

为提升三维景观设计效率,优化三维景观展示效果,文章中设计了基于图形处理技术的三维景观设计系统。其中,景观设计数据采集模块利用文件读写景观设计数据,运用资源库存储三维景观设计所需基础素材;景观模型场景设计模块以景观设计数据采集模块所获数据为基础,通过地貌模型、建筑物模型、种植树木模型等建立景观三维模型,在生成施工图后,利用三维图形处理技术的坐标矩阵方法渲染模型的三维纹理;数据统计模块统计预算和工程数据,实现三维景观设计。实验结果表明,该系统各功能运行良好,且响应速度快;系统所设计的三维景观可清晰展示景观多细节层次。     

一种基于多Agent的分布对象全局一致性模型

提出了一种基于多Agent的分布对象全局一致性模型,该模型模拟了一种复制的分布对象在更新(写操作)时的一致性问题解决方法,使用演算精确地描述了模型中各主机Agent之间的并发交互过程,体现了基于感知复制的分布对象交互.此模型在系统不具有可靠的广播机制的情况下使用较好.     

基于激光技术全息图像室内场景三维布局规划模型构建

传统的室内场景三维布局规划模型数据采集成效低,为了解决这一问题,基于激光技术研究了一种新的全息图像室内场景三维布局规划模型,构建出室内场景中的三维模型,选定激光技术全息图像应用软件和相关的技术指标,通过直接交互方式、物理交互方式和虚拟环境交互方式三种交互方式实现信息交互,对室内的三维模型地理数据进行采集处理,设定采集路...     

基于VR技术的智能变电站混合巡检培训系统设计

为提升变电站混合巡检培训系统对学员的培训效率、增加学员的体验感和学习兴趣,设计了一种基于VR技术的智能变电站混合巡检培训系统,通过SolidWorks和3D Max结合设备电气特点、动作特点以及物理特点共同构建变电站设备场景,采用3D Max软件创建三维虚拟变电站场景,便于学员在三维场景中漫游巡检.在实验中,通过变压器...     

空战三维视景仿真设计与实现

针对空对空作战仿真过程直观化以及仿真结果更有利于分析的需求,建立了一个具有沉浸感和交互作用能力的空战三维视景仿真环境.首先,利用建模软件Creator进行了飞机、导弹的三维实体模型和作战场景建模.然后,在空战飞行仿真系统之上,基于Vega Prime平台构建仿真环境的三维视景子系统,实时动态再现空战飞行和打击的全过程,重点研究了实现空战视景仿真的几项关键技术和实现方法,包括飞机舱内视点下的平显系统显示;基于MFC开发视景子系统的程序驱动过程;基于粒子系统的战场环境特效处理技术;以及从舱内以及舱外不同方位进行观察的视点变换.最后给出了空战视景仿真的实施效果,结果表明该系统较好地满足了空战虚拟战场三维演示的需求.     

地面坦克目标红外仿真方法研究

红外视景仿真目前已成为红外成像制导武器设计和评估的一种重要方法。在分析红外成像原理的基础上,提出了一种基于OpenGL的地面坦克目标实时红外视景仿真方法,并编制了仿真程序软件。首先,利用OpenGL建立可见光场景,并使用ANSYS软件构建该场景的温度场模型;其次,考虑模型和视点间的大气衰减作用,利用Modtran软件建立大气衰减模型;最后,对模型各部分到达探测器表面的红外辐射强度进行灰度量化处理,实现可见光场景的实时渲染,得到对应的红外仿真图像。仿真结果表明,该系统提高了计算目标红外辐射分布的实时性和便捷性,能够实时生成不同波段、不同大气环境下的红外图像。     

基于二值神经网络的大场景点云分类

近年随着3维数据采集技术不断发展,大场景 点云数据的获取越来越方便。目前深 度学习网络框架在2维图像处理领 域越来越成熟,而大场景点云是一种3维无规则化的数据,3维卷积神经网络直接处理大场 景3维数据会存在分类精度低和计 算复杂等问题。因此为了有效解决基于深度学习的点云分类任务中存在的计算时间长和分类 精度低的问题,本文提出基于二值 神经网络的大场景点云分类方法,针对不规则的3维点云数据设计特征值计算方法,基于IR -Net二值神经网络处理输入的点云 特征图像,进一步采用Dynamic ReLU激活函数,提高神经网络的计算效率,最后得出点云分 类结果。实验结果表明,所提出 的方法在Oakland数据集上分类精度达到97.6%,在GML数据集中取得 了92.3%和97.2%的分类精度,实验结果证明Dy -ResNet 能够有效提升了点云分类的精度,减少计算的复杂度,并提高了训练效率。     

基于OGRE的海面舰船目标红外仿真方法

海面舰船目标是维护我国海洋权益、保卫主权的重点防范目标。本文提出基于OGRE的海面舰船目标红外仿真方法,该方法在对海面舰船目标三维建模的基础上,利用 OGRE渲染引擎实现不同成像条件下的红外仿真和场景漫游功能。首先,建立舰船目标三维几何模型,将其划分为不同区域,建立目标红外辐射温度计算模型,生成舰船各部分红外纹理。然后,考虑大气衰减效应,生成DDS格式的大气透过率和大气辐射纹理。最后将各类纹理传至OGRE渲染机制,完成场景渲染及漫游功能。对不同时间和不同视距下的舰船目标进行红外仿真,结果表明该方法能够生成不同成像条件下的三维红外场景,满足实时性要求,具有一定的应用价值。     

地球临边场景红外遥感成像仿真方法

地球临边场景仿真是卫星红外探测领域的关键组成部分,是空中高速目标远距离探测场景模拟的重要基础。临边观测下的地球表面近似于球面,传统的基于海洋三维形态并计算表面辐射特性的海洋红外图像仿真方法不适用。云层的厚度和高度对红外辐射传输特性的计算有重要影响,视云层为粒子团的处理方法会大大降低仿真的计算速度。因此,研究了海洋和云的红外辐射模型、地球-空间坐标系与红外相机坐标系的转换关系和大气传输模型,提出地球临边场景红外遥感成像仿真方法。根据场景组分的差异,分别建立海洋分布模型、多层云分布模型,并根据海洋和云层的红外辐射与反射特性,构建地球临边场景红外辐射模型。通过地球-空间坐标系与相机坐标系的转换关系,利用大气传输理论和传感器效应仿真,计算各观测角度的地球临边场景卫星遥感红外仿真图像。实验结果表明:仿真得到的红外图像画质清晰,符合地球临边场景红外辐射特性,其平均拉普拉斯算子和可达0.15,平均灰度梯度可达0.70。     

基于改进ERFNet的无人直升机着舰环境语义分割

为增强无人直升机对着舰环境的感知理解,促进其安全高效地实现自主着舰,将ERFNet网络模型应用于无人直升机着舰场景语义分割任务中。首先,结合非对称残差模块和弱瓶颈模块对ERFNet网络模型进行改进,提高运行速度、减少精度损失;其次,利用MultiGenCreator和VegaPrime等技术开发无人机自主着舰仿真系统,并建立无人机自主着舰场景数据集;最后,采用PyTorch深度学习框架实现网络模型,采取模型再训练方法对网络进行学习和训练。实验结果表明,所提网络综合优势明显,平均交并比(Mean Intersection over Union,MIOU)达到76.35%,前向传播时间为22.37 ms。     

海面目标高分辨率卫星成像仿真方法

海洋目标高空间分辨率遥感成像仿真技术在海面目标探测识别等方面得到了广泛应用。舰船与海水流体交互作用在高分辨率下得以显现,对其产生的复杂流场辐射模拟是成像仿真的主要难点。重点研究了舰船航行过程中与海水交互产生的流场几何形态和物性变化,提出了与海面方向辐射特性的耦合作用模型及海洋目标高分辨率遥感成像仿真方法。通过频谱分析的方法构建海面三维模型,使用计算流体力学的方法构造了船只航行流场的三维几何模型。根据海面组分分布的不同将其辐射特性与三维结构关联,构建了亚米级海洋场景三维辐射模型。通过辐射传输计算、场景内部多次反射模拟及大气影响和传感器效应仿真,最终得到观测条件下的卫星遥感图像。结果表明,将GF-6卫星全色波段实测图像与相同成像条件下的仿真图像对比,图像均值的误差为9.17%,标准差误差为9.21%,在平均灰度值、灰度分布、纹理细节等方面都具有较好的一致性,可以较真实地模拟高分辨率卫星成像下的海洋目标场景。     

Formation of space-time structures in an active-medium-wavefield system in a region with a semitransparent boundary

The interaction of an ensemble of active oscillators in a 2D wave field is simulated. It is concluded from the simulation results that oscillations in the system can be synchronized in the presence of the multimode interaction of the field and active medium when there is no wave attenuation.     

基于快速Fourier变换三维海浪建模方法研究

提出了基于海浪谱的快速Fourier变换的大范围深海场景的建模方法.针对海浪三维结构上的缺陷,计算出用于水面网格变形的顶点三维数据,还计算出用于水面光照计算的表面法向量和切向量,将得到的高度场数据平铺到可见区域的网格上,以模拟出整个可见海面的波浪效果.该方法能够区分杂乱的海浪细微轮廓,可以很好的完成海浪的三维模拟,最终改进了三维海浪仿真的真实感和清晰度,达到了令人满意的效果.