基于Level Set方法的水中气泡上升过程数值模拟

基于Level Set方法发展了一种高分辨率的求解气液相界面迁移特性的数值方法。通过三步RungeKutta Crank-Nicholson投影方法求解流场,Level Set方法捕捉气液交界面位置。在验证算法的捕捉性能的基础上,研究了气泡在水中上升过程的变形以及运动特性。分析结果显示气泡上升过程中的变形是气泡顶部/底部压差、两侧涡及表面张力综合作用的结果;气泡在接近壁面时由于两侧不对称涡及壁面排挤作用的影响,上升过程不断向中心区域靠近并伴随有逆时针旋转;气泡初始位置距壁面越近,壁面的影响越显著。     

用圆锥体拟合线性模型点云数据的优化计算

针对采用最小圆锥形(包括圆柱、圆锥和圆台)拟合任意轴向的线性模型的点云数据这个NP-难问题,提出一种优化算法.该算法将具有n个点的点云模型自适应地分解成一些子集,并对每个子集用一个圆锥来拟合,使得圆锥包含对应子集内所有点,且拟合圆锥的体积小于最优解的(1+ε)倍.其中圆锥拟合方法的时间复杂度为O(n/ε3),ε是用户给定的拟合误差,优于已有最快拟合方法的复杂度.实验结果表明文中算法是快速有效的.     

大尺寸纹理的实时合成

提出一种纹理合成方法,可实时高质量地生成大纹理.它先基于纹理特征变化的周期性分析,得到合适的纹理块尺寸,以使所划分的纹理块能高效反映这种周期性变化,便于生成高质量的纹理;然后,它在目标纹理上均衡地分布纹理块,使得垂直方向和水平方向上相邻的纹理块之间都留有一个块尺寸大小的空白区域,再对空白区域进行填充,以完成目标纹理的生成.显然,布块操作和填充操作均可并行地进行.同时,为每个纹理块预先生成可与其邻接匹配的纹理块集合,以便在填充计算时可用简便的集合求交计算来进行邻域约束的搜索,并将这种求交计算放在CPU中进行,而将邻接纹理块在重叠区域的缝合计算放到GPU中进行,以综合利用CPU和GPU的优势.实验表明,新方法可在一般微机上以45帧/秒的速度高质量地实时合成1024*1024的大纹理,而这是已有技术难以达到的.     

激光测距仪中高精度光栅传感器的设计

在分析光栅传感器原理的基础上,针对测量高压线缆时要求测距仪精度极高的问题,提出将高精度光栅传感器应用于激光测距仪的方案,在激光测距仪平台设计中安装两个光栅传感器,分别输出仰俯角和水平转角,并利用细分算法设计了光栅传感器的细分电路,大大提高了测量精度。     

条纹理映射

提出一种新的基于图像绘制的方法，能高效地利用图形硬件进行加速，避免成像过程中烦人的空洞填补计算,高质量地反映物体表面的三雏凹凸细节及视差变化．该方法首先为源深度图像中每个像素生成一个条状的纹理(条纹理)，即根据一个像素及其邻近像素的深度值，沿着深度方向为该像素插值生成多个具有不同深度值的点，它们一起构成谊像素的条纹理；然后，绘制时利用图形硬件的纹理映射直接处理这些条纹理.由于各个像素的条纹理的集合可以构成源场景的近似连续三维表示,从而大大增强了源深度图像表达三维模型细节的能力，而且成像时不必进行空洞填补的计算.与已有的同类方法相比，新方法的空间需求小，成像速度快，并且成像质量很高．     

一遍完成的平衡布点外存模型简化算法

现存的自适应采样的外存模型简化算法均需要多次读取原模型，算法效率较低。该文给出一种仅仅需要读取原模型一遍的自适应顶点聚类算法－平衡布点算法（Balanced Tilling,BT），用于外存模型简化。其关键思想在于通过表面编码记录模型表面，通过对原模型的二次量化（quadric quantization）得到原模型上的细节分布。该算法可以定位出所有类型的细节区域，而其它一些算法只能定位细节边。细节区域将被进一步细化，而平滑区域将被进一步简化。该算法大大减少了输入输出时间，尤其适合处理超大规模模型。内存需求很小，只与输出模型规模有关。     

计算机与单片机的串口通讯程序设计

基于串口通讯的原理,分析和讨论了计算机与单片机进行通讯的协议,设计了通讯模块的硬件电路,重点研究了单片机端和计算机端的程序设计方法,提出了一种利用汇编语言和C Builder实现串口通讯的程序设计思路。实验证明,该设计方法简单方便,系统运行稳定可靠。     

低温真空油炸山药脆片的工艺研究

对比不同油炸方式制作山药片,探究低温真空油炸山药脆片的优点及最佳生产工艺.以感官评价、含油率为考核指标,采用单因素和响应面方法对工艺进行优化,并通过色差仪和扫描电镜做色度及微观结构的观察.试验表明真空低温油炸山药脆片在色泽及含油率明显低于普通油炸方法,其最佳加工工艺为切片厚度6 mm,汽蒸5 min,油炸温度为95℃,...     

基于光流法地形跟随的矿区复杂地形无人机摄影测量

受开采沉陷或地表资源剥离的影响，矿区地形一般较为复杂。传统摄影测量作业时根据矿区平均高程和测量精度要求，设计一个固定航高，按照该高度进行无人机影像采集。该方法因受地形起伏的影响，测区内摄影比例尺、影像重叠度、分辨率相差较大，导致测量精度不一致，甚至无法构成立体视觉条件，导致空三加密失败。为克服传统方法的不足，在分析地形起伏对测量精度影响的基础上，基于地形跟随技术，采用轻小型机器视觉模块，通过设计开发基于拓扑约束的快速光流估计算法，实时估计无人机相对地面的航高，并根据地形变化调整无人机飞行高度，实现实时地形跟随的矿区复杂地形摄影测量，从而保证在矿区复杂地形条件下摄影比例尺、影像重叠度、分辨率一致，满足精度均匀的摄影测量条件。研究表明：在矿区复杂地形条件下，能够达到1∶500大比例尺矿区地形图测绘精度要求，证明了该方法的有效性。