柔性物体实时可视化仿真

柔性物体形状的变化通常很复杂。如何实现柔性物体形状的实时更新是一个难点，以随风飘扬的旗子为例，给出了一种联合使用粒子系统和弹簧结构实时构造柔性物体的方法，为了提高场景渲染速度，又提出了一种快速计算顶点法线的简化算法，还介绍了柔性物体实时可视化仿真所涉及到的关键技术。     

现实反馈的仿真算法研究

指出虚拟现实和仿真的方法已在多个工业领域中得到应用,但目前仿真应用都有一个特点:缺少现实反馈信息指导仿真场景的绘制,控制信息只能单向传输.而在很多领域的应用中,仿真场景需要"忠于"现实场景,从而需要一个信息从现实反馈的方法.现实反馈的关键问题就是如何使仿真场景中物体始终与现实中的对应物体一致,包括形状一致和位置一致.针对此问题,提出一种方法,即通过精确建模保证形状一致,通过合适的模型变换保证位置一致.模型变换矩阵的计算方法是:定义和测量物体上的3个控制点,根据三点的模型坐标和世界坐标计算.利用这种算法构建实时仿真场景的数据要求是:预先建造好的零部件模型;每个刚性部件需测量反馈3个控制点的坐标.这种算法可作为仿真监控系统的数学基础.     

液压驱动仿生捕蝇草柔性抓手的设计与实验研究

随着科技的发展和生活的需要，柔性抓手因其安全性和柔顺性逐渐成为了研究热点。捕蝇草作为一种能够实现包络抓取的植物，其运动特点对于柔性抓手的抓取运动具有较好的参考性。文中根据软体网格结构和捕蝇草的变形机理，提出了一种由双仿生叶片组成的液压驱动仿生捕蝇草柔性抓手结构。首先基于本构模型提出了完全嵌入式单列网格弯曲角度和压力关系的数学模型，然后基于仿真模型分析了多列网格弯曲角度和压力的关系，确定了柔性抓手0.040 MPa的工作压力。通过分析仿真结果，得出了边缘不完整网格的弯曲角度变化和受力均大于完整网格的结论，证明了不完整网格处是柔性抓手强度的薄弱点。进行了液压驱动和气压驱动仿生叶片的弯曲实验和闭合力实验，证实了在工作压力下液压驱动的性能优于气压驱动，确定了柔性抓手0.010 MPa的准备压力。最后通过适应性实验证明了所设计的柔性抓手能抓取不同形状的物体，证实了最大负载能力达304.3 g。文中设计的液压驱动仿生捕蝇草柔性抓手可以为活体昆虫捕捉和无损采摘提供有效的解决方案，也可为仿生植物机器人的研发提供理论和技术基础。     

全球战场环境实时仿真系统研究

为了对全球范围内的战场作战情况进行实时模拟,文章提出了一种构建战场环境仿真系统的解决方案,分别以基于视点的LOD和地形预读方法解决大规模地形的可视化问题,以基于模板的动态场景元素管理解决大量运动物体的组织、管理问题,以基于经纬度的运动物体位姿变换解决物体运动姿态的模拟问题。实验结果表明,该方法能够实现大规模地形的实时可视化,能够对物体运动姿态进行有效的模拟,满足全球范围内战场环境实时仿真的需要。     

基于Mask R-CNN的物体识别和定位

为了让机器人能识别物体类别、探测物体形状、判断物体距离,提出一种基于Mask R-CNN模型的双目视觉的物体识别和定位方法。该方法利用Mask R-CNN处理双目图像,对每张图像进行物体识别和形状分割,然后利用神经网络特征对双目图像中的相同目标进行匹配。以物体形状为依据,使用最近点搜索算法估计视差并计算距离。实验结果表明,该方法能够以准实时的速度进行物体的识别和定位,与传统的依赖计算全局视差图的方法相比,在速度和精度上都有提高。     

跟踪系统中的原点矩局部匹配法

本文提出一种原点矩局部匹配法,在只能获取物体部分形状信息的情况下可以进行准确的匹配。计算机模拟结果表明此方法是可行的,为矩匹配运用于实时跟踪开辟了新途径。     

柔性微热剪切应力传感器阵列 

设计了一种基于微机电系统的、制备在柔性聚酰亚胺衬底上的双热线结构微型热剪切应力传感器阵列,可用于复杂形状物体表面所受剪切应力的矢量化测量.基于传感器的原理,用Comsol软件对传感器进行了温度场和流场的仿真,说明了传感器制作工艺流程,用硅橡胶与聚酰亚胺在酒精中浸泡后易于剥离的特点实现柔性传感器脱膜.对传感器实物进行了温度电阻系数和响应频率的测试.实验结果表明,设计的工艺路线简单,结构参数合理,可以实现所需柔性传感器阵列.
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基于直方图的形状描述及骨架图匹配算法

考虑物体形状的多变性,给出了一种基于二维直方图的物体形状描述及骨架图匹配算法.该算法利用骨架长度和骨架上点的圆盘半径作为特征量来描述形状.首先基于二维直方图给出一种形状及骨架端点的特征描述方法,其次结合改进的最优子序列匹配算法实现骨架图的匹配.算法中的形状及骨架端点的特征描述在一些常见非刚性变换下具有不变性.实验结果表明,该算法能够实现一些非刚性变换下的物体形状的骨架图匹配和较高精度的形状检索,且复杂度较低.     

利用OpenGL实现三维物体形状检测可视化

针对三维物体形状检测数据,提出一种简单、可行的基于轮廓线的曲面重构算法,并在C Builder 6.0开发平台上,利用OpenGL(open graphic library)编程,实现了三维物体形状检测的快速可视化.     

触觉传感器物体形状识别专家系统

本文探讨了安装在机械手上的触觉传感器信息的处理问题，使机械手具有能识别几种简单物体形状的低级智能．安装在机械手上的成象触觉传感器，给出放在机械手上的物体形状信息，并通过称重传感器给出物体的重量信息。以８０５１单片机为核心构成智能机械手数据采集系统。ＩＢＭ－ＰＣ机在人工智能语言Ｔｕｒｂｏｐｒｏｌｏｇ管理下，构成了提取触觉传感器物体形状信息和对有限几种物体形状进行识别的专家系统。     

运用像素点法进行效能分析研究

针对基于实物图片进行模拟射击的效能分析问题,提出了运用像素点法进行蒙特卡罗模拟的方法,研究了基于实物图片运用像素点法进行效能分析的步骤和运用Matlab软件编程实现的方法,并通过实例分析进行了仿真验证。     

面向客流仿真的轨道交通车站图形建模方法

分析了城市轨道交通车站空间结构和设施设备特点,将其划分为车站-楼层-区域-设备的逻辑层次结构;利用面向对象(object oriented)建模技术,提出了一套简洁而灵活的方法:通过3种几何线型类和4种设施设备基元类,以组合的方式构建车站所有设施设备模型,进而构建整个车站的空间结构模型.此方法不但能够利用现有AutoCAD工程图精确而快捷地建立客流仿真地图,并且能够以矢量图形的方式实时显示仿真过程.     

高压隔离开关机械故障刚柔耦合动力学分析

高压隔离开关是电力系统中使用规模最大的开关设备,隔离开关机械故障多发但缺乏有效的诊断方法。该文介绍了动力学仿真原理与数值计算方法,并建立了GW5-126型隔离开关动力学仿真模型。通过对GW5-126型隔离开关合闸过程进行刚柔耦合动力学仿真,得到了GW5正常状态、卡涩、三相不同期状态下的仿真结果,分析总结了操动杆转矩在不同机械状态下的变化规律。对比了隔离开关正常与故障状态下的起始转矩、啮合转矩、啮合时间、转矩峰值、转矩峰值时间等特征量,对隔离开关机械故障诊断具有一定的参考价值。     

2D刚体碰撞的计算机实时模拟

将刚体力学与计算机技术相结合，介绍了对刚体的物理运动进行实时模拟的方法和步骤．通过Vector类封装的与向量运算相关的成员函数和操作符，对顶点对顶点、顶点对边这两种接触类型的碰撞侦测进行了探讨和研究，运用动量及动量矩定理计算了碰撞刚体间的实际冲量公式，建立了刚体碰撞响应模型，从而实现对2D刚体碰撞的实时模拟．     

河流相储层随机建模的几种方法

河流相储层在我国石油工业中占有重要的地位 ,由于其具有很强非均质性的特点 ,使得难以对其进行定量描述 .随机建模技术是近十几年发展起来并逐渐完善的一项先进的储层表征技术 ,它能够较好地表征储层的非均质性 .介绍了包括布尔模拟、顺序指示模拟、截断高斯模拟、目标法及层次目标法 ,并分析了各自的优缺点 .可表征储层非均质性及对储层不确定性进行定量评价 ,适合我国以陆源碎屑岩储层 ,尤其以河流相储层为主的情况     

面向对象机器人实时仿真系统的实现

针对目前机器人仿真系统中存在的若干问题,讨论了一种面向对象的、独立与特定机器人的实时仿真环境ＲｏｂＳｔｕｄｉｏ 的设计及实现．系统中,硬件平台是基于ＰＣ的多ＣＰＵ 的分级体系结构,软件系统中能完成不同处理任务的对象运行于Ｗｉｎｄｏｗ ｓ 之上．设计中所采用的面向对象方法满足了系统实现中所必须解决软件的重用性、可扩展性、可靠性以及可移植性等要求．由虚拟设备驱动程序保证的系统实时性使仿真过程能够更充分真实地描述待研究的实际系统．本系统成功地应用在对具有２４ 个自由度的仿人机器人的实时三维图形仿真中．     

基于OrCAD／PSPICE的二阶系统阶跃响应仿真实验

传统实物实验由于受实验条件的限制，实验项目往往开设数量有限，实验内容更新缓慢，不利于学生设计能力和创新能力的培养。仿真实验是以软件为实验平台，具有扩展性，与实物实验相比，既能节省投资，又能根据课程内容需要随时增加实验内容，提高实验教学效果。文章简要介绍了OrCAD／PSPICE实现电子电路仿真的步骤，并详细阐述了利用OrCAD／PSPICE对二阶系统阶跃响应进行仿真分析的方法，为电子电路仿真实验的设计和开发提供了新的平台。     

一种新的用于语音增强的噪声谱估计器

提出了一种新的噪声谱估计算法，从采集到的含噪声语音信号中直接估计出噪声谱的变化，并且利用一个初始噪声序列进行噪声谱的更新。实验表明，该算法能准确地估计出噪声谱，相比传统的噪声谱估计器，其准确性和实时性显著提高了，也增强了可靠性，特别是在有强背景噪声（输入信噪比很低）和慢变化噪声的情况下性能得到了明显的提高。     

基于改进免疫遗传算法的PID参数优化仿真研究

将改进免疫遗传算法与传统PID控制的参数优化进一步结合,利用免疫遗传操作自身的特点,同时引入疫苗的实时更新理念,保证了疫苗的先进性,加速系统对于全局最优解的搜索速度.以锅炉温度为例,经MATLAB-Simulink仿真证明,应用改进免疫遗传算法,对温度PID参数进行优化,使系统具有了更好的控制性能,也保证了锅炉温度的实时控制效果.