三维空间定位参考点的分布问题研究

针对三维空间定位过程中,对定位的精度要求高以及要求对位置信息响应快的特点,在分析了传统定位算法的基础上,通过对定位过程中产生的误差区域研究发现,空间4个定位参考点按照某种分布可以提高定位精度,更好地提供定位服务.由此提出了空间定位参考点分布定理(DSLRD),设计并实现了在三维空间定位过程中新的定位参考点分布算法(LRND),该算法不仅大量地节省了计算和存储资源,而且保证了定位计算的实时性和准确性.     

不同岩石声发射定位算法及其实验研究

应用声发射定位技术实验研究了不同加载方式下不同岩石(花岗岩、砂岩)破裂过程中内部裂纹扩展的三维空间演化过程;对Geiger定位算法和单纯形定位算法的定位原理进行了分析,并对两种定位算法的定位精度进行了探讨.研究表明:声发射定位事件直观反映了裂纹萌生、扩展的动态演化过程,声发射事件的定位结果与岩石试样的实际破坏模式非常吻合;单纯形算法的定位精度要高于Geiger算法,但定位的声发射事件数少于Geiger算法.在基于声发射定位技术对岩石失稳破裂过程进行研究时,可根据具体情况选用定位方法,也可通过两种或多种定位算法的对比分析来获得更精确的定位结果.     

三维空间三坐标角度测量单点被动定位算法

在军事实战中单点被动定位系统往往与主动定位系统交替使用,所以,具有一定初始条件(初始距离、初始速度)的单点被动定位系统所使用的算法研究十分重要。文中在三维空间运动几何模型的基础上,结合目标和观测器各自的速度约束条件,提出了运动目标的三维空间三坐标角度测量单点被动定位算法的模型。建立了该模型下单点被动定位方程,讨论了定位方程解存在的条件,得出方程具有双解的结论。结合高速运动目标的航迹在任意相邻3个观测点上共线的假设,确定了定位方程的唯一解。最后,利用计算机仿真了三坐标角度测量单点被动定位的算法。多种目标航迹的仿真结果表明,该算法对来袭目标的各种航迹有效,定位相对误差优于±2%。     

一种基于TOA的三维推广无线定位算法

鉴于二维坐标下无线定位算法的结果与现实环境有一定的差距,提出了一种在三维空间条件下基于到达时间(TOA)的Chan推广算法。深入比较和分析了影响该算法定位精度的因素,总结了该算法适用的定位条件和定位环境。在不同定位基站数目、待定位移动台的位置和参与定位基站布局等条件下,对该算法进行了大量的模拟仿真,结果表明利用该算法定位结果比较准确,算法有效可行。     

基于微粒群优化的三维无线传感网定位算法研究

为解决三维空间下无线传感器网络节点的精确定位问题,提出了一种三维空间微粒群搜索算法(3D-PSO),将节点定位用优化问题进行描述.为了提高算法的执行效率和定位精度,提出了一种基于距离的目标函数来评价微粒的适应度.对微粒的搜索空间进行了限制,以加快定位结果的收敛速度.在理想环境和有测距误差的情况下证明了该算法的可行性和有效性.仿真结果表明,与典型的定位算法相比,该算法具有更好的健壮性和更高的定位精度.     

基于TDOA的高精度无线定位算法分析与实现

文章根据移动应用需求,推导三维空间最小二乘(least square, LS)算法、Taylor级数展开法和查恩(Chan)算法3种经典到达时间差(time difference of arrival,TDOA)算法求解过程,通过仿真模拟分析3种算法的不同特点,确定移动定位场景下的最佳算法。为了进一步提高定位精度,采用Kalman滤波中递推估计思想,减小噪声干扰产生的误差,提升到达时间(time of arrival,TOA)测距精度,进而获得三维空间中性能优良的TDOA算法。测试试验表明,改进后的Chan算法有效且性能优良,定位误差最大为10～30 cm。     

基于只测向的机载单站定位技术

针对机载单站无源交叉定位技术中存在的虚假定位问题,提出一种新的关联方法.该算法先通过异面测向线距离进行测向粗关联,排除大部分虚假定位组合,减小运算量.再利用基于不变量的关联方法进行测向细关联,近一步排除虚假测向组合,提取出真实目标的测向线组合进行交叉定位.实验结果表明,文中算法可以满足三维空间下对目标准确、快速的定位需求.     

机场道面地下管线三维定位算法

针对已有方法对机场道面地下管线定位误差较大的问题,提出一种机场道面地下管线三维定位算法。首先,对探地雷达所成管线的B-scan图像进行预处理,将处理后的图像输入Faster-RCNN网络中,对B-scan图像中的管线进行目标识别;其次,由于管线目标符合双曲线形态特征,采用双曲线顶点获取算法确定顶点位置;最后,设计三维空间直线拟合(three-dimensional space line fitting, TDSLF)算法来判断地下管线的具体位置,进行地下管线的三维重构。所提算法实现了地下管线的自动识别与定位,与真实机场道面地下管线实际位置的最大误差仅为4 cm。     

一种改进的AEDA声源定位及跟踪算法

开展了基于麦克风阵列的真实声场环境声源定位的工作。针对传统的自适应特征值分解时延估计算法收敛时间慢、对初值敏感以及不能有效跟踪时延变化等问题,提出了一种改进的自适应特征值分解时延估计算法,该方法通过改进初值设定方法,有效改善了对时延变化的估计。另外,通过引入一个基于相关运算的语音检测算法,提高了定位系统的抗噪声能力。实验表明在真实的声场环境下该算法能够对单个声源的三维空间位置进行实时的定位和跟踪,系统在 1.5m 范围内对声源的定位误差小于 8cm ,声源位置变化时,系统也能准确跟踪声源的位置。     

WSN定位算法中信标节点的摆放与选择

目前已有的无线传感器网络节点自定位算法研究中,针对信标节点的研究较少,而如何选择信标节点,以及信标节点如何摆放,都对定位精度有比较大的影响.为了定量地研究这个问题,首先证明了信标节点摆放方法与节点是否能被定位之间的关系的一个定理,然后给出三维空间中信标节点的摆放方法,最后提出一种基于线性方程组的条件数的信标节点选择算法,以便尽可能地提高基于测距的未知节点自定位精度.     

基于JAVA的3D图形开发技术

Java语言具有结构中立性、网络分布性等优点，它的3D图形API在开发Internet及WWW上的图形网络应用程序时有极大优势，因而得到了迅速地推广和应用．介绍Java3D API的特点，总结了Java3D API的组成，对Java3D数据结构、应用程序的编程要点作了重点评述，对如何利用Java3D API进行应用程序开发作了初步研究．     

基于贝赛尔曲面的三维人脸特征点定位方法

三维人脸识别技术中,人脸特征点的精确定位和匹配对后期的人脸识别起了极为关键的作用,为此提出了一种新的三维人脸特征点定位方法,利用矩阵特征分解求解每个特征点的基准平面,进而可用贝塞尔曲面来表达特征点附近的局部三维表面结构,对不同复杂结构的表面可用不同的精度描述,采用局部搜索和全局形状模型的约束相结合得到三维人脸特征点的精确定位.对三维人脸的特征点进行定位的实验结果证明,该方法比其他基于曲率分析的方法具有更精确的定位精度.     

3DT-PP: localization and path planning of mobile anchors over complex 3D terrains

Mobile anchors are widely used for localization in WSNs.However,special properties over 3D terrains limit the implementation of them.In this paper,a novel 3D localization algorithm is proposed,called 3DT-PP,which utilizes path planning of mobile anchors over complex 3D terrains,and simulations based upon the model of mountain surface network are conducted.The simulation results show that the algorithm decreases the position error by about 91%,8.7% and lowers calculation overhead by about 75%,1.3%,than the typical state-of-the-art localization algorithm （i.e.,‘ MDS-MAP’,‘ Landscape-3D’）.Thus,our algorithm is more potential in practical WSNs which are the characteristic of limited energy and 3D deployment.     

基于模糊图像矩的动态定位系统

针对动态定位过程中摄像机的运动使得目标成像模糊，提出了一种基于模糊图像矩进行三维动态定位的控制系统。该系统依靠单摄像机在笛卡尔坐标系中的三维平动迅速接近环境中的静止目标，且与静止目标的三维距离符合给定值。证明了图像的零阶和一阶矩是模糊不变量，且包含目标的三维信息。推导出被控对象的状态方程，给出了系统的控制结构及控制律。仿真结果表明，基于模糊图像矩设计出的定位控制算法具有较高的控制精度。     

三维激光球杆测量装置及其应用

研制了一种三维激光球杆装置,能方便地测量机床主轴或刀具的空间运行位置,介绍了装置的组成,误差分析和精度较正过程,该装置用于并联机床主轴空间运动位置的测量,实验和测量结果表明具有较高的测量精度和广泛的应用前景。     

具有3D边缘保持的网面简化算法

研究用于计算机视觉领域的三维物体模型网面简化算法。该算法可物体形状和拓扑关系及物体表面法线、纹理、颜色和边缘等特征,是一种基于边操作（收缩,分裂）的网面模型的简化算法。该算法将网面不对称最大距离作为形状改变测度,在大量简化模型数据的同时,能有效地保持模型几何形状,拓扑关系、3D边缘点和边的特征,并能合理分布网面特点。     

园林文化遗产三维数字化测绘与信息管理研究进展

为了解三维数字化测绘和信息管理技术应用于园林文化遗产对象的研究进展,通过梳理三维数字化测绘和信息技术应用于园林文化遗产及其相关对象的中、英文文献,从近景摄影测量、三维激光扫描和多技术综合测绘等三维数字化测绘技术与三维地理信息系统和信息模型等三维信息管理技术等方面,分析了三维数字化测绘和信息管理技术应用于园林文化遗产对象的技术特点、应用情况和相关案例。笔者认为,文化遗产保护工作至关重要,三维数字化测绘和信息技术的应用在古建筑、古遗址等对象上收获颇丰,园林文化遗产研究成果相对较少,但足以证明其应用具优势,且将成为必然趋势。三维数字化测绘方法上,近景摄影测量和三维激光扫描技术各有千秋,利用多传感器的综合测绘方法能够克服单一技术和仪器的局限,是园林文化遗产数据获取的理想方法;三维信息管理方法上,三维地理信息系统的应用和园林信息模型等概念将成为园林文化遗产信息管理的研究热点。园林文化遗产保护,乃至风景园林学科,将向基于三维数字化、信息化技术的方向发展。利用现代三维数字化测绘和信息技术进行数据采集、处理、储存和信息管理、维护、更新、分析,对园林文化遗产的保护、研究和可持续利用具有重大的历史和现实意义。     

浅谈三维实景技术在图书馆网站中的应用

阐述了三维实景技术的定义及其优势,介绍了制作的工序,探讨了三维实景技术在图书馆网站中的几点应用构想。     

Nanomembrane folding origami: Geometry control and micro-machine applications

Three-dimensional (3D) microstructures have important applications in a wide range of engineering fields. A strategy of nanomembrane folding origami with microdroplet-guided intercalation and strain engineering to construct complex 3D microstructures for micro-machine applications is proposed in the present investigation. The results showed that nanomembranes were released by the microdroplet intercalation and subsequently fold up as creases, or remain flat as facets, depending on the strain design configurations. The 3D geometry can be controlled by the crease design and by an externally applied magnetic field. Moreover, this folding strategy is used to construct magnetic micro-mirror arrays, magnetic micro-robots, and a twin-jet motor platform, showing potential micro-machine applications in optical micro-devices and robotics. This strategy offers a simple, precise, and designable method of folding 3D microstructures for fundamental research and practical applications.     

基于电磁式位置传感器的超声三维成像系统中的定标方法

为在基于电磁式位置传感器的三维超声成像系统中 ,准确而快速地寻找到电磁式定位系统中接收器与图像平面间的空间关系 ,设计了一种利用三棱锥 /四棱锥模型的几何特性来计算定标参数的方案。这种新方法不仅减小了超声束在远场发散对定标精度的影响 ,而且提高了定标效率。物理实验证明系统在稳定性、三维重建精度和准确度方面具有良好的性能