在GPU上实现基于高斯映射的通用刀具扫描体建模

以针对数控加工仿真的需要,以高斯映射理论为基础、GPU为主要硬件平台,提出一种基于并行计算的快速通用刀具空间扫描体建模方法.首先结合通用刀具的数学模型,利用高斯映射理论分析刀具平动时的扫描体建模原理;然后分析刀具做任意空间运动时的刀具表面点法向量和对应的接触映射,推导求解扫描体包络边界的表达式;再根据GPU上的通用计算方法和GPU图形绘制管线设计基于GPU实现刀具空间扫描体建模的算法流程,并利用C++、Open GL和Open GL着色语言GLSL实现了该方法.通过刀具扫描体建模实例,验证了文中方法的正确性与实时性.     

GNSS工程控制网坐标系挂靠问题探讨

分析了工程测绘中出现投影变形的原因及消除投影变形的常用方法。论述了挂靠坐标系的建立方法和应用条件,挂靠坐标系既能有效抵偿基线投影变形,又能解决两种坐标系统的衔接问题,为控制网计算、地形图测绘、工程图与万分图拼接、施工测绘提供了极大的便利。     

基于粗糙集理论的图像平滑算法研究

基于粗糙集理论,针对高斯噪声和脉冲噪声,分别采用高斯模板和中值滤波技术,提出了图像平滑算法.这两种算法在去噪的同时,都能够很好地保持图像细节,并且简单易行、处理速度快、使用范围广.通过实验,该算法对灰度图像和彩色图像的处理效果较之传统的处理方法,质量上有较大的提高.     

基于行扫描的炮弹引信铆点特征提取

在炮弹引信铆点机器视觉识别中,有效消除图像中各种干扰、正确提取铆点特征是关键,解决好铆点特征的准确提取问题,是炮弹引信安全破除铆点的前提条件;根据铆点的结构特点,分析了产生各种干扰的原因及特点,在高斯滤波,阀值分割、形态学运算等基本运算的基础上,提出了一种基于行扫描的铆点特征提取方法;测试结果表明,提出的方法可行,铆点正确识别率达到90%以上,具有高效性和很好的鲁棒性的铆点特征提取,使得炮弹铆点的准确破除成为可能.     

改进的Mean Shift滤波在砂砾岩图像分割中的应用

砂砾岩图像成分颜色多样、色彩不均,要有效地进行分割,提取砾岩颗粒,图像预处理就显得尤为重要。MeanShift滤波相比传统的滤波算法具有更好的平滑特性,能很好地消除噪声和色彩不均对后续分割造成的影响,但运算速度较慢。针对该问题,提出利用高斯金字塔和像素点赋值方法改进Mean Shift滤波算法速度。采用改进后的Mean Shift滤波算法对砂砾岩图像进行预处理,然后进行分割,提取粒岩,取得了较好的效果。     

基于粒子群优化的高斯核函数聚类算法

针对视频帧数据在时间轴上的高斯分布特征,提出基于样本和高斯核相似性度量的聚类算法,采用度量方法考虑概率分布密度因素,同时利用改进的粒子群优化算法加速聚类过程。实验结果表明,与基于C均值聚类算法相比,该算法具有较强的全局搜索能力和聚类精度,在视频数据聚类分析中具有更高的效率和更佳的聚类效果。     

欠驱动刚性航天器时间最优轨迹规划设计

应用伪谱法解决欠驱动刚性航天器的时间最优轨迹规划问题.首先建立欠驱动刚性航天器的动力学和运动学模型,对于给定的初末姿态,选取机动时间最短为待优化的性能指标,并考虑到实际控制输入受限,将其转化为优化过程中的不等式约束条件;然后应用Legendre伪谱法,将优化问题离散化为非线性规划问题进行求解.仿真结果表明,应用伪谱法规划得到的欠驱动航天器最优轨迹,能够较好地满足各种约束条件,而且计算精度高、速度快,具有良好的实时性.     

Rate of convergence for the Legendre pseudospectral optimal control of feedback linearizable systems

Pseudospectral (PS) computational methods for nonlinear constrained optimal control have been applied to many industrial-strength problems, notably, the recent zero-propellant-maneuvering of the international space station performed by NASA. In this paper, we prove a theorem on the rate of convergence for the optimal cost computed using a Legendre PS method. In addition to the high-order convergence rate, two theorems are proved for the existence and convergence of the approximate solutions. Relative to existing work on PS optimal control as well as some other direct computational methods, the proofs do not use necessary conditions of optimal control. Furthermore, we do not make coercivity type of assumptions. As a result, the theory does not require the local uniqueness of optimal solutions. In addition, a restrictive assumption on the cluster points of discrete solutions made in existing convergence theorems is removed.     

The Dirichlet problem for a 3D elliptic equation with two singular coefficients

In the present work, we investigate the Dirichlet problem for a three-dimensional (3D) elliptic equation with two singular coefficients. We find four fundamental solutions of the equation, containing hypergeometric functions of Appell. Then using an “a-b-c” method, the uniqueness for the solution of the Dirichlet problem is proved. Applying a method of Green’s function, we are able to find the solution of the problem in an explicit form. Moreover, decomposition formulas, formulas of differentiation and some adjacent relations for Appell’s hypergeometric functions were used in order to find the explicit solution for the formulated problem.