多波束数据传输技术研究

高速实时数字多波束成形系统主要采用光纤传输技术传输数据,而光纤可能受到体积、光衰、价格、安装等限制,引入高清数字视频传输技术可以有效解决此问题。提出了一种同轴电缆多波束数据传输方案,该方案由高速串行收发器、驱动器、均衡器等组成,其原理是基于串行数字接口技术实现多波束数据高速传输。设计了仿真实验并进行了实物测试,仿真和测试结果表明该方案可以达到与光纤传输方案相同的性能。     

电喷柴油机仿真模型在虚拟仿真系统中的应用研究

针对电喷柴油机缺少整体仿真模型而导致模拟器控制系统存在缺陷的问题,使用基于仿真模型控制的虚拟仿真系统取代传统轮机模拟器,设计开发二维端与三维端虚拟仿真系统,增强用户沉浸感与情景意识。通过对Wartsila-Sulzer公司的6RT-flex58T-D电控喷油高压共轨柴油机进行分析与研究,使用MATLAB/Simulink软件搭建了柴油机整体的仿真模型,在Visual Studio的集成开发环境下,利用C#语言对柴油机部分二维模拟软件与三维虚拟实验室进行设计研究与开发,阐明了相关的关键技术问题。在对各个模型、系统和数据架构进行联合调试后,虚拟仿真系统运行效果良好。结果表明,相对于传统模拟器,基于仿真模型逻辑控制的虚拟仿真系统自调节性更强、交互体验更好。     

基于增强现实的脊柱微创手术导航系统

针对脊柱微创手术实际的临床导航需求,设计开发了一种基于增强现实的脊柱微创手术导航系统。在术前通过CT对患者脊柱病灶部位进行扫描和重建,将合适的脊柱模型导入Unity-3D平台中并为其添加控制脚本。使用标定球对手术器械进行标定,采用Polaris Vega光学追踪器实时追踪手术器械,建立手术器械与Polaris Vega光学追踪器之间的坐标转换关系,将识别到的手术器械位姿信息实时发送到HoloLens设备中,从而实现手术器械、病灶模型等医疗影像的同步显示。在术中为医生提供3维脊柱病灶影像的可视化显示,帮助医生实现病灶定位和手术器械导航。经过脊柱模型实验测试,系统导航误差小于2.8 mm,可以满足脊柱外科的临床应用要求。     

基于量子重力探测技术的水下匹配导航仿真分析与评估

在电磁信号拒止的海洋环境中,基于海洋重力场辅助的水下匹配导航技术是提高潜航器导航定位精度的有效途径之一。近年来,基于冷原子干涉的量子绝对重力探测技术发展迅速,其探测精度高、可移动性强,在水下重力辅助导航领域具有极大的应用潜力。结合冷原子干涉量子重力仪最新技术发展水平,选取太平洋某典型海域,通过地形正演构建了高精度（<0.1mGal）、高分辨率（500m）海洋重力基准图,基于最近等值线迭代（Iterative Closest Contour Point,ICCP）算法实现了对潜航器水下航行误差的重力场辅助匹配校正,将初始航迹误差从约4km校正到约400m。匹配算法具有指数收敛优势,在阈值收敛误差为10-6下,算法平均收敛迭代次数44次,平均收敛时间0.0678s。通过仿真分析和“探测技术-重力场基准图-匹配算法”系统综合效能评估,论证了现有量子重力探测技术在重力辅助水下匹配导航领域的应用潜能。     

基于实时视频感知的虚拟体育交互系统

针对疫情常态化背景下,传统体育项目受场地、器材等限制,市场上相关产品价格昂贵、可扩展性不足等问题,提出了一种基于实时视频感知的虚拟体育交互系统.该系统设计视频数据采集模块和人体关节点提取模块,结合OpenPose获取人体的关节点坐标,实时捕捉人体手势以及肢体动作.动作语义理解模块包括运动动作理解和绘图动作理解.前者根据运动中肢体关节点的相对位置关系,识别运动动作语义.后者将手腕部关节点绘图动作轨迹生成为草图图像,使用AlexNet进行识别分类,解析为对应的绘制动作语义.该模型在边缘端设备的分类准确率为98.83%.采用基于Unity设计的草图游戏应用作为可视化交互界面,实现在虚拟场景中的运动交互.该系统使用实时视频感知交互方式实现居家运动健身,无需其他的外部设备,具有更强的参与度和趣味性.     

基于云计算的产业学院虚拟仿真实验平台

针对常规虚拟仿真实验平台中央处理器（CentralProcessingUnit,CPU）占用率较高和运行效率低的问题,提出一种基于云计算的产业学院虚拟仿真实验平台。首先利用云计算设计实验平台组件三维模型,其次优化可视化展示与交互功能,最后建立产业学院虚拟仿真实验数据库。测试结果表明,该平台的CPU占用率始终维持在35%以下,运行效率较高。     

平台级实体虚拟兵力仿真及应用研究

为构建虚拟兵力模型体系及其仿真系统,开展对抗式模拟训练与推演,对面向平台级实体虚拟兵力仿真及应用相关技术进行了研究。对计算机生成兵力系统与仿真平台、平台级实体虚拟兵力模型建模方法进行了梳理。对构建基于云仿真的虚兵服务系统相关技术路线、混合式仿真系统形态下兵力成体系仿真中的分布交互技术进行了总结,提出了基于混合体系结构的孪生战场环境仿真架构。最后对该领域存在的问题进行了归纳,为构建虚拟兵力模型体系以及虚拟兵力仿真系统提供方向和指引。     

基于卷积神经网络的空间导航信号自动抗干扰技术研究

由于空间导航信号在传输过程中易受其他信号的干扰,为此构建基于卷积神经网络的空间导航信号自动抗干扰模型。利用卷积层的局部过滤器,对输入的信号内积计算,将维数值传输至池化层局部求平均值,提取特征信号;对有用信号实施波束保形,使得在抑制干扰信号的同时保护有用信号,计算空间导航信号信噪比。由信道、天线阵面、自适应处理模块和组合定位系统构建自动抗干扰模型,实现对干扰信号的自动抑制。仿真实验结果表明,所提方法可对干扰信号精准估计,并将误差控制在最小,实现了确保有用信号不被破坏的前提下对干扰信号的有效抑制。     

虚拟网络技术在计算机网络安全中的应用

目前,社会进入信息化时代,计算机已成为人们生活中不可缺少的工具。随着信息化水平的不断提高,信息数据也在快速扩充,这会导致服务器故障以及内存不足等问题,使计算机网络面临更多的风险与漏洞。通过虚拟网络技术的应用,能有效提升计算机网络安全等级,规避可能存在的计算机网络安全风险,从而保障计算机网络安全运行。文中对计算机网络安全中的虚拟网络技术进行了研究。     

一种3D眼镜虚拟试戴系统的实现

针对人脸图像试戴3D眼镜过程中存在的镜腿遮挡人脸问题,文中提出一种基于人脸图像的3D眼镜虚拟试戴技术。利用构建的人脸形状的三维模型,使其在虚拟试戴中对镜腿起到消隐作用,解决镜腿的遮挡问题。文中对输入的人脸图像进行关键点检测,结合Graham扫描法求得人脸形状的凸多边形,利用平移扫描构建人脸形状的三维模型。此外,文中根据定位人脸图像上的关键点以及姿态估计后对三维眼镜模型的变换,将眼镜模型佩戴到人脸图像上。实验结果表明,该方法对于多视角的人脸图像实现了虚拟试戴效果,解决了多种视角下人脸图像试戴过程中镜腿的遮挡问题,虚拟试戴中镜腿遮挡平均准确率为94.5%,遮挡精度较高。