基于连续爆炸曲线上的飞机杀伤函数拟合方法研究

介绍了一种关于导弹在飞机周围空间指定平面内,基于特定爆炸曲线上杀伤函数的拟合方法。具体方法是采用平面射击线扫描法,对特定爆炸曲线上爆炸点所产生的威胁进行几何描述,并通过各离散爆炸点的具体数据进行飞机易损性分析,利用一系列离散爆炸点所产生的杀伤概率,结合离散数据的曲线拟合方法,拟合出满足一定杀伤环境和条件的杀伤函数。此函数可以用来计算飞机周围空间弹体所在平面内连续爆炸曲线上任意一点的飞机杀伤概率。     

基于遗传算法的封闭轮廓最小面积凸包围盒生成算法

许多工程应用中需要计算区域最小面积的包围盒。当前工程实践中通常采用的是面积最小的矩形包围盒,而最小面积矩形包围盒在许多工程实践中由于存在较大误差因此并不能满足应用需求。本文基于遗传算法的思想,研究并提出了任意封闭区域(轮廓)最小面积的凸包围盒生成算法。该算法简单,速度快,效果显著。实际应用表明了该算法的有效性与实用性。     

面向飞机虚拟维修的改进混合层次包围盒碰撞检测算法

为提高飞机虚拟维修场景中碰撞检测效率,提出一种混合层次包围盒算法,构建一种新型的双层混合层次包围盒树结构。上层CAABB与下层OBB相结合,相交测试逐步递进,该结构降低树的遍历和粗略检测的时间消耗,并在OBB以分离轴法相交测试前对其相交状态进行预判断,只对相交状态不确定的OBB采用分离轴法,减少精确检测计算。实验结果表明,在飞机虚拟维修场景中,该算法比传统混合层次包围盒算法效率更高。     

近似凸包自适应包围盒碰撞检测方法

针对虚拟装配环境中包围盒碰撞检测存在检测精度差和效率低的问题,设计了粗精结合的分层检测方法。粗检测阶段,采用基于八叉树的球形包围盒进行检测,初步剔除明显不发生碰撞的对象。在精确检测阶段提出近似凸包自适应包围盒算法,基于近似凸包思想提取贴合模型外壳顶点集求解协方差矩阵计算最小包围盒,解决传统方向包围盒算法因三角形面片的尺寸不均匀、导致构造包围盒方向偏移的问题,且构造时间较传统方向包围盒缩短了66%。最后在Unity3D中以液压调平举升平台各部件为研究对象进行实例验证,实验结果表明,本文研究的方法能构造出比传统方向包围盒更加紧密的包围盒,在装配实验执行时间上比使用传统方向包围盒碰撞检测算法加快了22.2%,比使用轴对齐包围盒碰撞检测算法加快了17.4%,能够满足虚拟装配中碰撞检测效率高的要求,且符合使用者实时的自然交互习惯。     

Ⅱ型裂纹SIF和CTOD计算的半解析有限元法

利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了两个圆形奇异超级解析单元列式．这两个超级单元能够分别准确地描述Ⅱ型弹性平面裂纹尖端场和Ⅱ型Dugdale模型平面裂纹尖端场,将该解析元与有限元相结合,构成半解析的有限元法,可求解任意几何形状和载荷的Ⅱ型裂纹应力强度因子和基于Ⅱ型Dugdale模型的裂纹尖端张开位移的计算问题．对典型算例的计算结果表明该方法简单有效,具有令人满意的精度。     

直接碰撞杀伤动能拦截器末端遭遇分析模型

针对直接碰撞杀伤动能拦截器反弹道导弹问题,建立了一种考虑动能拦截器几何尺寸影响的末端遭遇分析模型. 基于射击线跟踪技术,提出了一种可准确判定动能拦截器末端遭遇的方法,并通过引入瞄准点网格射击线和随机命中点生成技术,实现动能拦截器末端遭遇命中概率分布分析. 算例分析表明,利用该模型可有效分析末端遭遇条件、再入弹头几何参数、动能拦截器几何参数及制导精度、瞄准点选取等因素对命中概率的影响.     

部件重叠和二次杀伤条件下飞机多击中易损性评估方法

针对实际作战中飞机部件重叠和二次杀伤效应广泛存在的特点,提出了部件重叠和二次杀伤条件下的飞机多击中易损性评估方法.根据非余度部件和余度部件的性质,提出了非余度部件和余度部件在非重叠区域和重叠的二次杀伤效应计算方法,基于该方法计算飞机的广义致命性部件以及独立存在状态,利用马尔可夫链法建立飞机的多击中易损性评估模型,利用建立的模型对某飞机模型进行易损性评估仿真实验.仿真实验结果表明,二次杀伤使飞机易损性增大,增大的范围与致命性部件的二次杀伤概率、暴露面积、余度特性及重叠特性有关.     

基于性能退化模型的星载扫描部件可靠性评估

星载遥感仪器扫描部件具有"极小子样、零失效"的特点,其可靠性分析与评估一直是工程实践中的技术难题之一。首先在对扫描部件失效分析和性能建模的基础上,获得描述扫描部件的关键性能指标。然后结合应用,推导出基于Bayes性能退化数据的极小子样评估方法。给出仿真算例,说明该算法的有效性。     

基于组件的虚拟手建模及碰撞检测

提出一种基于组件技术构建虚拟手的OBB层次包围体树方法. 首先分解手模型为多个子单元形成部件, 然后利用部件的OBB包围盒自底向上生成复杂组件层次体树结构, 不但能较好地满足部件本身的几何约束, 而且也加快了建模和运动更新的速度. 实验表明, 基于组件的手模型能很好地满足虚拟现实系统对手运动实时性与检测精确性的要求.     

基于AABB递进相交空间的快速碰撞检测算法

针对包围盒在碰撞检测中相交的特点,提出一种将场景中两个相交AABB包围盒的相交部分作为新的子空间,再将子空间中的几何模型重新构造AABB包围盒并进行相交测试的递归碰撞检测方法.该方法从宏观到微观的递归方式可以快速确定两个几何模型是否相交,并且有效避免过多的前期准备工作,诸如:考虑构造AABB二叉树时的叶节点划分终止问题;对原始包围盒进行剖分并构造AABB包围盒层次树时,在存储空间方面的压缩存储问题.实验表明,该方法有效地提高了碰撞检测的效率.     

一种基于虚拟手术的三维碰撞检测算法

为了解决虚拟手术的快速碰撞检测问题,提出了一种新的基于方向包围盒层次树的快速碰撞检测算法,利用简化的几何模型表示一方向包围盒层次树来实现复杂物体间的实时碰撞检测.算法在继承一般基于方向包围盒的碰撞检测算法优点的同时,突破了它们的局限性,能够在保证效率的前提下处理任意形状多面体之间的碰撞检测问题.同时采用了三角形带压缩技术和方向包围盒技术来加快碰撞检测阶段的绘制速度,从而提高碰撞检测的效率.     

依赖包围盒紧密率及多层建模结构的混合碰撞检测算法

针对复杂环境下物体包围盒选择与更新的低效性,直接导致了碰撞检测时间延长的问题,提出了一种依赖包围盒紧密率及多层建模结构的混合碰撞检测算法。算法首先通过计算比较包围盒紧密率将物体形状分为四类,分别采用Sphere包围盒、轴向平行包围盒、方向包围盒和椭球体包围盒,对两两包围盒进行相交测试,快速准确地剔除不相交的物体。同时,提出三角面片-刚体-模型的多层建模结构的优化方法来构造包围盒树(BVT),减少包围盒树更新时间。最后实验结果表明,相比采用单一包围盒和传统结构的混合包围盒检测算法,该算法能大幅度地缩短相交测试的时间,提高碰撞检测的效率。     

全冠义齿碰撞检测算法研究与应用

全冠义齿数字化设计中,针对变形牙冠与非变形牙冠碰撞检测问题,提出一种基于动态混合包围盒的碰撞检测算法。首先,在预处理阶段为非变形牙冠建立,包含AABB和OBB包围盒的混合包围盒。设计过程中查询变形模型处于非变形模型AABB包围盒内的数据,为其建立局部动态AABB包围盒,将它与非变形模型的OBB包围盒进行碰撞检测,返回干涉图元的交线。之后,查询干涉区域并计算刺穿深度,将结果以色阶图的形式返回。碰撞检测效率高,可达到实时响应,色阶图结果清晰直观,为牙冠设计提供明确的操作依据。     

基于网格单元的点云降维处理算法

针对激光雷达采集数据时，由于会受到外界的干扰因素、扫描精度等负面影响，会使采集到的点云数据空间密度相差较大、存在着很大的噪声和孔洞，使得分析结果不能直接描绘实际物体的模型的问题，本文设计了一种基于二进制占网格的点云数据处理算法。首先将分割完成后的点云采用二进制网格的方式聚类进行降维处理，再将点云映射到网格单元中实现不同物体点云的快速聚集。最后，基于寻找出的点云主方向旋转点云从而.建立紧致随动的障碍物包围盒。通过实验验证，该方法能够在保证聚类精度的同时提高运算速度，其建立包围盒能够准确的反应障碍物的尺寸，具有良好的实时性与随动性，对移动机械臂自主避障提供了可靠的信息。     

基于HV分割的精确碰撞检测及其应用

为了实现虚拟加工环境中的精确碰撞检测,采用了HV分割的方法以实现三维物体的自动分割,并且在HV分割后很容易地实现包围盒重构,从而对其进行精确碰撞和干涉检测.对于任意两个在虚拟设计环境中的以任意角度旋转的三维物体,采用HV分割均能精确地检测出它们之间的碰撞.该算法在虚拟车削环境中的应用实例可以说明,该算法与传统的包围盒法相比,可更为准确地实现仿真中的碰撞检测.     

一种基于OBB的碰撞检测算法的改进

针对基于层次包围盒的碰撞检测算法中的方向包围盒（OBB）算法，提出了一种改进算法，利用虚拟环境中发生碰撞的帧与帧之间的关联性，对已发生的碰撞进行缓冲，以便下一次的碰撞检测可以利用已检测的上一次碰撞的信息，加快碰撞检测的速度，同时利用预测试方法扩展了这种算法，实验结果证明，本算法可以有效地解决碰撞检测的计算复杂性问题和改进虚拟环境中碰撞检测的性能。     

基于EON的虚拟拆装碰撞检测算法

为了有效提高虚拟维修环境的真实性和融入感,增强环境的细节描述,对基于K-DOPS包围盒的碰撞检测算法在虚拟维修特征建模中的应用进行研究。通过比较几种经典离散型碰撞检测算法的优劣,结合本维修系统对实时性与检测效率的要求,确立K-DOPS包围盒算法,并对其遍历检测过程进行优化设计,提出了与OpenGL相结合的检测编译方法,通过EON Studio软件平台进行仿真试验。结果显示,运用KDOPS包围盒的碰撞检测算法在柴油机虚拟维修训练系统中可以实时、有效地避免零件模型间的碰撞,增强虚拟环境的细节描述。     

基于单目视觉的车辆3D空间检测方法

针对基于单目车辆检测的3D包围框检测精确率比较低的问题，提出了一种基于改进的FPN特征融合、ResNet残差单元、全连接层组合而成的新网络方法.在训练阶段，回归车辆的三维尺寸、残差角度和置信度;在推理阶段，检测出所属类别车辆的三维尺寸和局部角度(α).由车辆的3D包围框中心点坐标、车辆的三维尺寸、车辆偏航角(θ)和相机内参矩阵复原绘制出车辆的3D包围框.所提方法在KITTI验证集上进行了实验，与原方法的检测结果相比，改进的方法在容易、适中、困难三个检测等级下提升了车辆3D包围框平均精确率(AP_3D)为0.60%，1.37%，1.41%.