复杂产品三维模型轻量化服务构建技术

提出了一种复杂产品三维模型轻量化服务构建方法。采用一种改进模型数据导出与空间索引生成方法,能够在模型轻量化过程中保留复杂产品模型装配树与标注信息;设计并实现了基于面片密度的自适应面片简化算法,能够在满足误差要求的条件下对几何模型面片进行自适应简化;并通过采用一种具有较高的压缩比和压缩效率的模型数据压缩算法,减小复杂产品模型的存储空间占用。设计并实现一种模型轻量化服务的B/S部署架构,能够借助高性能计算资源,提高多用户并发场景下复杂产品模型轻量化效率。     

基于实物增强的交互式下颌运动可视化

利用计算机图形学技术实现交互式下颌运动仿真与可视化具有重要意义.针对传统交互界面的缺点,基于视觉跟踪技术利用牙齿实物模型和标记卡片实现了一种实物增强的三维交互界面,将多种交互任务与交互技术无缝融合在一起,物理空间和数字空间实现同步一致性.实验评估表明,这种交互方式能够让用户更有效地利用已有技能,以自然、直观的方式与虚拟对象进行交互.     

机械产品特征参数化建模与动态仿真装配方法

通过机械产品的设计实例,介绍特征参数化建模设计方法与动态仿真装配设计方法,实现其动态演示功能。描述自动生成产品中零件三维实体模型的计算机辅助建模方法。所有零件的数字模型可以直接转化成DXF格式文件,进行数控加工;实现全部零件动态组装生成产品装配模型.该装配模型可以进行装配干涉检查;生成产品爆炸图动态演示计算机辅助设计过程,该产品的组装分解和剖切模型可以进行产品性能宣传展示介绍。其数字模型能够实现从产品的模型设计,有限元分析,机构仿真,动态干涉检查,到产品的加工制造和装配,最终到产品的销售宣传展示的信息共享和集成管理。     

基于虚拟现实的客车在线定制系统

向顾客提供满意的特定产品是现代企业在竞争中追求领先优势的必然趋势。为了便利顾客和客车企业之间的信息交流，提高顾客对客车产品的了解和兴趣，我们提出了基于虚拟现实技术的客户化定制系统。其采用CAD模型为蓝图，通过浏览器(如IE)插件形式显示三维车体，在浏览器中，实现客户非参数数据与服务器端VR产品模型的数据融合，初步达到根据客户意愿实现客车个性化配置的目的。     

仿真模型中复杂三维实体集的选择与交互技术研究

鉴于目前商用图形软件包对于复杂模型中三维实体集显示与选择的局限性，本文提出了一种新的判断点与面域从属关系的方法，此方法借鉴计算机图形学中扫描转换填充算法的射线法，并在此基础上对射线法进行扩充和完善，文章同时对三维复杂实体群的交互手段和技术进行了研究，在解决实际问题中取得了良好的效果。     

虚拟现实技术在油气集输仿真培训中的应用

使用实时三维建模软件MultiGen Creator建立油气集输过程三维模型的等级数据库结构。针对因模型容量过大而降低交互速度这一问题，采用分组LOD和Creator绑定Vsimplify插件技术，利用Garland简化算法和三角化算法对模型进行优化，同时采用模型拾取技术，使仿真培训效果逼真，交互速度快。操作人员可以从任意距离和角度观察油气集输的各个过程，了解生产设备的内部构造及生产环节的动态运转过程。     

基于单元重用机制的轻量化建模算法

给出了一种在三维模型中发现所有外形相同的模型单元并重用这些单元来构造轻量化模型的新方法。该方法不仅能有效地区别相同几何顶点而拓扑不同的模型单元,并且通过对模型单元进行对称不变性变换及其它优化处理,使相同单元的对齐效果和处理效率得到了进一步的提升。采用的体素化匹配方法对于PCA协方差矩阵退化情况具有鲁棒性,不需专门处理,并可以精确且高效地比较两单元。实验结果表明,该方法相比其他方法可以寻找出更多的可重用单元,速度上平均提升20倍左右,因此本方法在效果与效率上均好于已有的同类算法,并且很好的应用于模型轻量化。     

电磁环境数据场多频段绘制算法

针对现有电磁环境绘制研究中未考虑频段信息的情况,提出了一种多频段电磁环境绘制算法。基于光线投射算法实现,对传递函数进行了多频段设计,各频段颜色可以交互设置,同时定义了频段颜色增强因子,能够提高不同频段的颜色对比效果。最后,在统一计算设备架构下并行实现本算法,完成了实时交互的多频段电磁环境绘制。实验证明该算法能够方便、有效的展示电磁环境的频段信息,同时用户可以交互控制绘制及频段对比结果,便于观察和理解电磁环境。     

结合伺服电机的古建筑物增强现实交互展示系统

针对大屏幕设备的增强现实应用较多，但难以实现多人动态交互的问题，对大屏交互展示方法进行了研究。通过串口通信的方法，控制伺服电机往复运动；基于深度法线纹理，利用边缘检测方法实现古建筑物的线稿特效；结合硬件模块和展示应用模块，同时增加了交互功能和季节特效。实验结果表明，结合伺服电机的古建筑物交互展示系统，实现了扫描式的运动，可以根据位置信息渲染出当前古建筑场景，并且交互效果良好，该系统已在实际项目中得到很好的应用。     

基于客户心理期望的云制造多任务调度优化

针对云制造多任务调度问题,分析了多任务调度的流程和服务的搜索与匹配框架,基于前景理论提出了以降低客户总体不满意度为优化目标的调度模型,然后设计了改进的遗传算法对该模型进行求解。在模拟实验中,将基于时间和成本的模型与该模型作对比,发现基于时间和成本模型在满足客户需求与期望方面存在不足,而基于客户心理期望的模型能够满足每个客户的需求与期望,同时保障平台的整体调度性能。两组实验同时验证了设计算法的有效性。     

基于STK的信息作战态势三维可视化表现方法研究

为增强信息作战态势表现的精确性与透明性,提出了基于STK的信息作战态势三维可视化表现方法及其原型系统实现的技术方法。在介绍STK软件的相关概念基础上,针对信息作战态势三维可视化表现系统构建需求,提出了系统基本组成结构,并从STK三维场景文件高效率生成、与信息作战态势二维可视化表现系统的同步、大规模三维场景实时渲染效率等方面对系统涉及的关键技术进行了探讨,最后以某信息作战武器装备体系对抗仿真应用中信息作战三维态势可视化表现系统为例对该方法进行了验证,表明该方法的可行性。

Abstract：

For improving the precision and clarity of exhibition of information operation situation, the method of 3-D visualization based on STK was given. Based on the introduction of characteristic and function of STK, aiming at the requirement to build the system of 3-D visualization in exhibition of information operation situation, the architecture of 3-D exhibition system was put forward. In order to design and realize the 3-D exhibition system, key techniques were analyzed, including how to load a STK scenario efficiently, how to synchronize the 3-D exhibition system of information operation situation with the 2-D exhibition system of information operation situation, and how to render the large scale scenario in real time. Finally, the solution was applied to an exhibition system of information operation situation of weapon system-of-systems combat simulation to illustrate that the method could be used.     

防空训练中的巡航导弹空袭仿真

以某防空训练模拟系统为背景，建立了多种型号巡视导弹的仿真模型，包括物理模型和三维模型。在此基础上，基于任务规划和分布式交互仿真技术，开发了一个用于防空训练模拟的巡航导弹空袭仿真系统。该系统是一个计算机生成兵力系统，在防空训练模拟中为防御方提供作为敌方的空袭兵力，即虚拟靶标。系统实现了仿真过程的三维可视化。     

互联网舆情分析弹性自组织网

主要解决海量互联网信息的舆情分析问题。以概念倾向性和话题属性新概念为基础,建立了具有人工及自我双重训练功能的、具有自我反馈机制的舆情统计分析模型。以互联网为平台构建了虚拟的弹性自组织网,解决了网络舆情分布式计算、规模自由扩展及大规模舆情信息视觉化等的问题,并根据力学抽象使其具备了网络拓扑结构的自优化、自更新功能。实验表明,模型具有分析效率高、准确、结果直观等特点。     

基于激光扫描数据的三维场景仿真

通过利用地面三维激光扫描仪获取的空间数据,进行了三维空间地物建模研究。首先分离提取建筑物地物,然后对得到的数据进行去噪处理,再通过整体匹配纠正并对原始测量数据进行重新采样和拼接配准,建立了由三角网构成的三维表面模型,最后在虚拟现实环境中实现了三维场景仿真。     

面向流场可视化的沉浸式虚拟现实交互系统研究

针对基于二维显示交互环境的流场可视化应用由于深度信息不足导致交互效率较低的问题,引入虚拟现实技术,提出具备多样化交互方式的沉浸式流场可视化系统。该系统基于凝视与手势交互技术,设计并实现了基于用户手势的导航方法与三维交互控件,基于用户凝视与手势的沉浸式交互面板,以及基于可视化场景的沉浸式交互管理方法与基于可视化算法树的可视化网络管理方法,对用户交互进行了系统化管理,能够在沉浸式环境提供对典型流场可视化操作的全流程支持。用户实验结果表明：该系统能够在典型流场可视化场景下为用户提供高效、自然的交互。     

城市模拟驾驶系统的实现及其关键技术

武汉城市规划展览馆汽车模拟驾驶系统,是一个将娱乐活动和城市宣传融为一体的互动展览项目,让参观者通过在武汉城市三维立体景观中模拟驾驶感受城市建设新貌.论文给出了汽车模型、主机系统、显示系统、声音系统、远程控制系统、城市3D模型和驾驶仿真软件的设计与实现,阐述了系统开发过程中综合应用的一些关键技术,包括Billboard技术、交叉面技术,LeveIs OfDetail技术、场景中的运动模型、碰撞检测技术的应用,局域网远程唤醒技术.     

基于能量算子的三维空间实体LOD建模方法

为解决当前多层次细节(LOD)建模方法没有将简化和细分相统一,而造成细节层次模型特征表现不够丰富问题.将能量算子用于三维空间实体模型简化与细分,提出了基于能量算子的三维空间实体LOD建模方法.该方法主要包括3个步骤:模型能量算子计算、基于能量算子的模型简化和细分.实验表明,该方法能够生成细节层次较为丰富的模型,并具有良...     

变化海流环境下AUV能量最优三维路径规划

为获取变化海流环境下自主水下航行器(autonomous underwater vehicle, AUV)的能量最优路径, 基于最优控制理论提出一种用于AUV的三维能量最优路径规划算法。首先, 为了有效抑制海流对路径规划的影响, 将海流向量加入到AUV运动学模型中。其次, 在已知俯仰角及AUV位置的情况下, 利用庞特里亚金极小值原理, 获得能量最优控制律。最后, 利用线性定常系统的状态空间理论, 计算得到初始艏向角、航速以及能量消耗。在仿真环节, 通过与负反馈控制策略相比较, 说明所提算法能够规划出三维能量最优路径, 而且可以有效降低AUV的能量消耗。     

城市私人汽车与住房发展关系研究

建立了系统动力学模型,模拟和预测北京住房、公共交通和小轿车的发展关系。该模型计算结果表明,要解决紧迫的住房问题,必须限制小轿车的数量。若有足够的数据支持,并加以细化,该模型可以成为各地政府制定城市发展战略的有力工具