多视角三维数据场的构建研究

基于移动立方体（marching cubes,MC）算法,考虑到现实条件下观测数据的不完整性,提出一个方便模式识别研究的可伸缩三维数据场模型。该模型混合 MC 算法和分区域处理方法,考虑了多角度观测对场域及目标的影响,描述了三维数据场对模式识别的作用。场域建立的实践表明,利用多观测点互相补充的方法改进了 MC 算法,提高了运行效率。     

一种面向移动端应用的实时目标检测算法

针对目标检测算法部署在移动端存在内存消耗大、精度低等问题,在NanoDet模型的基础上提出一种引入改进注意力机制的轻量级目标检测网络。首先,设计通道双池化及空间双向拆分的注意力模块,在尽可能不增加计算消耗的同时加强网络对感兴趣区域的关注能力;其次,引入空洞卷积及Mish函数增加网络的感受野及特征判别能力,并缩减冗余的降采样单元结构以加快网络的实时性;最后,在MS COCO2017数据集及安卓设备上的实验验证可知,本文算法在少量模型参数下提高了检测准确率,并保证30帧/秒的移动端检测速度,效果优于YOLO系列等轻量级网络。实验结果表明,本文算法参数量较YOLO系列模型参数量更低,更适合移动端和嵌入式设备的实时目标检测场景。     

基于投影的三维打印模型纹理着色

针对三维打印模型着色的设备复杂、昂贵和着色算法难以实现的问题,本文实现了一种设备简易、易于实现的着色方法.该方法首先使用结构光对场景做编码,同时摄像机拍摄编码后的场景图.然后在场景图的三维模型上至少选取4个二维特征点,通过对结构光解码求取投影仪投射的结构光模板图对应的二维特征点集,并在三维模型上选择对应的三维特征点集.通过点集之间的对应关系,该方法可以正确的投射纹理到三维模型上.实验证明,该文提出的纹理着色方法可以有效地、正确地将纹理动态投射到三维打印物体上.     

盲环境移动定位(Ⅱ):基于单目视觉系统的定位技术

针对盲环境中移动目标的定位需要,提出了一种基于序列编码图形路标和单目机器视觉系统的盲环境移动目标定位算法.内容包括:在序列编码图形路标模型的基础上,建立包含透镜畸变分析的摄像机针孔成像模型,在移动目标上安装经过标定的单目相机,实时采集包含编码图形路标的图像;根据解码得到的编码标志牌中心点的三维坐标,利用POSIT算法解算出相机的位姿参数,实现盲环境下移动目标的精确定位定姿.实验结果和精度分析表明,该研究为盲环境中移动目标快速精确的自主定位提供了一种可行的新方法.     

贵州傩面具数字化及增强现实技术研究

为保护与传承傩文化与傩面具,构建了一套基于移动端的傩面具增强现实系统。通过快速建模工作流、贴图纹理优化与特征增强算法,实现了傩面具的逼真还原。采用改进的ORB算法对图像特征点检测和匹配,并利用EPnP算法快速匹配当前视角接近的参考图像,确定虚拟模型在真实场景下显示的位置方向。提出的方法,能够在实际场景中对傩面具进行高仿真三维渲染与管理,并完成了移动增强现实系统在安卓手机上的验证,满足了移动性、精确性和实时性的要求。     

基于边折叠网格简化的三维形状变形

提出一种基于边折叠网格简化的交互武三维形状变形算法.通过折叠三角形网格的边来提取原始三维模型中的形体关键特征点生成简化模型,以交互方式对三维模型添加固定、移动等位置约束,建立并求解非线性优化方程,获得简化模型上各关键点仿射变换的最优值.然后基于关键点的仿射变换,计算原始模型中各节点的变形映射.实例表明边折叠网格简化可有...     

基于体素的医学图像三维表面模型重建

三维表面模型重建是将CT和MRI等医疗影像设备获得的二维图像重建成三维立体表面显示图像的过程·重点研究了其重建算法的具体实现:在建模上采用了基于体素的三维物体体积重建;在显示上提出了基于Ray Casting的三维物体二维直接显示技术·所以,和传统采用三角面拟合的方法相比,具有图像重建过程无需生成中间数据,无需进行3D物体的边界检测等优点,同时该算法并行性好,易于采用硬件方法实现加速·     

虚拟装配环境中基于对象的三维物体拾取方法

基于对象模型提出了虚拟装配环境中三维物体快速拾取算法、实现方法和步骤，该算法不依赖于OpenGL或Direct3D环境，也不需要将所有模型数据转换到同一模型空间，而是根据虚拟环境中使用的矩阵对投影射线作反变换，通过射线与模型相交测试来拾取物体，其优点是节省大量的计算时间和存取空间．在虚拟装配系统中，对随意放置的模型进行了测试和验证，结果表明所提出的快速拾取算法、方法和步骤是有效的，为装配环境中进行物体移动、旋转，动态装配，信息查询等操作奠定了基础．     

并行机系统生产计划与预防性维护联合建模

以多设备、多周期、多产品、有限产能批量计划问题(CLSP)模型为基础,采用基于设备运行的预防性维护思想与成组维护策略,建立以系统生产与维护总成本最小化为目标的并行机系统生产计划与预防性维护联合决策的模型,以便更加准确地反映实际生产过程中生产计划与维护活动的耦合关系.针对以上模型特点,构造启发式算法,通过维护活动的嵌入与移动,并结合生产批量的移动调整,优化系统生产和维护计划.数值实验表明,该模型能有效避免设备的过度维护问题,减少固定维护成本,从而降低生产与维护总成本.所设计的算法在实验结果上与直接用CPLEX求解的最优解接近,在求解速度以及规模上也更有优势.     

基于GEMTIP模型的CR三维有限元数值模拟

本文提出了基于广义等效介质激电(GEMTIP)模型的复电阻率三维有限元数值模拟方法,首先介绍了GEMTIP模型及在不同参数影响下的复电阻率变化特征,而后给出双点电源的复电阻率法三维正演所满足的变分问题,采用六面体单元对研究区域进行网格剖分,在单元内对复电位、复电导率均进行线性插值,将变分方程转为线性方程组;采用不完全LU分解的稳定双共轭梯度算法(BICGSTAB算法)求解线性方程组,得到异常复电位值.设计一个两层极化大地模型,将数值解与解析解进行对比,验证了文中算法的正确性.设计两个典型地电模型的数值模拟结果表明,采用GEMTIP模型研究宏观尺度下的激电效应是有效的,可为进一步研究复电阻率异常响应特征提供一种新的途径.     

输电线路三维数字化建模及其在地理信息系统中的应用

针对输电线路模型在三维地理信息系统中的真实、高效导入和展示问题,提出了输电线路组合建模的方法,并对影响线路设备模型姿态的关键问题——电线模拟算法,进行了深入分析比较。通过实例验证了上述方法的有效性,既保证了电网模型对电网设备的真实反映,又提高了三维系统运行速度和效率,为后续电网相关业务深入应用奠定良好基础。     

基于三维空间域统计信道模型的空时特性

为了研究信号在三维空间域信道模型中的空时统计特性,建立了一种三维统计信道模型,其散射椭圆半球体的中心在移动台(MS),适用于设置低MS天线、高基站(BS)天线且重要散射体分布在移动台附近的室外宏蜂窝通信环境中。假设模型的发射信号服从均匀分布,给出了到达角度(AOA)和到达时延(TOA)概率密度的分析算法,能够估计多径衰落信道的重要空时特性,在方位角和仰角平面同时描述波达信号分别在BS和MS处的分布特性。理论分析和数值仿真结果与三维散射模型结果对比表明,本模型的信道参数估计符合理论与经验结果,更加适应各种室外移动通信环境,拓展了三维统计信道模型的分析和研究。     

一种基于样图的三维纹理合成优化算法

为了避免网格重建过程,提高大量三维采样数据的快速绘制处理速度,提出一种有效的三维纹理合成算法.该算法为点模型上每一点建立邻域关系,并在点模型上建立方向场,将初始化纹理值作为基础纹理;建立模型上的点与样图的映射关系,并依次在样图中为点模型上每一点选取合适的纹理值;用点的绘制方法,完成纹理合成.实验结果表明,该算法能在三维模型上生成光滑、连续的纹理,算法纹理合成质量较好.     

基于网格分割的三维模型轻量化算法及构建

三维建模指通过三维制作软件构建出具有三维数据的模型。三维建模技术可以大大增加物体的真实感。传统的三维建模技术首先对真实物体进行抽象,用多边形构造物体的三维模型,往往伴随着缓慢的生成速度。为保证三维建模以及模型展现的效率,三维模型的轻量化技术必不可少。基于重复的网格分割算法通过发现重复单元来提高模型展现效率,但是该算法对于单连通模型的效果不佳,因此在引入几何描述符的基础上,提出一种基于网格分割的模型轻量化算法,该算法包括网格分割,单元匹配和网格重建三个环节,算法能够发现经过旋转,缩放,平移后的重复单元,很好的提高轻量化效率。实验表明,该分割算法在网格轻量化中可以取得较高的存储压缩率。     

基于大数据的微视频推荐算法研究

随着网络的迅速发展,以及移动网络资费的逐渐下调、移动流量日益充足,微视频在网络上传播的速度日益加快.越来越多的人,尤其是年轻人,更偏向于使用移动设备观看视频和分享视频.在大数据的环境下,给微视频的推荐算法提出了更多的挑战.传统的推荐算法,如基于内容的推荐算法、基于协同过滤的推荐算法、基于图的推荐算法等,在用于微视频推荐时,时间效率不高,推荐的准确率也不高.因此,本文提出了基于超链-图模式的个性化推荐算法,不仅能够提高推荐的命中率,而且能够适应大数据集上的视频推荐应用.此外,本文分析了传统大数据的Slope one算法,并对其进行改进,使之能够适应海量数据的微视频推荐.     

一种面向3D打印的点云快速重建算法

采用KinectFusion点云融合技术,探索三维重建技术与3D打印技术的结合性,设计并实现了一种面向3D打印的点云快速重建算法.首先使用手持型Kinect获取物体表面点云数据,使用八叉树存储数据,利用ICP(iterative closest point)算法进行点云配准与融合;然后采用基于统计异常值检测方法、随机抽样一致性算法(RANSAC)、移动最小二乘法等算法对点云数据进行后处理;再将处理后的点云数据进行三维表面重构并根据重心加入底座、支柱等缺失部位,以保持模型的平稳性;最后使用自制的三角洲打印机打印成型.试验结果表明,该算法实现了从实物到三维虚拟模型再到实物打印成型的整个过程,具有设备成本低、实现简单并且高效快速等特点.     

基于核主成分分析的三维模型分类算法

针对三维模型的分类问题,提出了一种基于核主成分分析(Kernel-Principal Components Analysis,K-PCA)的三维模型分类算法。该算法首先选择形状直径函数(Shape Diameter Function,SDF)作为特征描述符来提取三维模型的特征向量;然后使用核函数将原始特征向量映射到高维空间中并在该空间上进行PCA得到新的特征向量;最后使用KNN算法并计算未知模型与已知类别的k个模型之间的l2范数以实现模型的分类,确定未知模型的类别。实验结果表明,该算法能够很好的识别三维模型的几何特征,能准确的区分不同类别的三维模型,具有较高的分类准确率。     

空中交通管制自动化中的冲突概率分析

为改善空中交通的安全性和效率,对飞行冲突概率估计的方法进行了研究.从理论上将冲突概率解析算法从二维推广到三维,并推导出一种快速求解三维飞行冲突概率的近似解析算法,使之适用于终端区的复杂情况.用Monte-Carlo仿真试验对算法进行了检验,结果表明: 该算法的精度和可用性满足要求.     

基于特征点的自适应三维网格数字水印算法

针对目前三维模型水印算法在将水印嵌入三维模型后,均会使三维模型产生局部失真问题,文章提出一种自适应三维网格水印算法。通过特征点提取算法将模型的特征点提取出来,按其模长进行分组,将每组顶点的模长序列进行一维DCT变换到频域,在频域信号上加入水印,使嵌入的水印具有不可见性。实验结果表明,该算法对仿射攻击、网格简化、加噪声和剪切攻击以及它们的联合攻击具有较好的鲁棒性,同时有效地控制了由于嵌入水印对几何模型造成的局部失真现象。     

单相受热管移动参数模型的修正

在单相管移动参数模型的研究中仅根据时间常数来确定移动函数,不能恰当地反映实际状况。该文基于单相管理论传递函数,明确了动态参数在移动函数的选择过程中的决定性意义。借助于解析方法,发现原模型仅仅当动态参数在2左右时适用。对于不同的动态参数,需要采用不同的移动函数。因为动态参数越大则对象的纯延迟越大,所以要求移动函数的变化速度越快。以常用的高精度传递函数的响应曲线为参考比较了多种移动函数的特性。给出了由动态参数决定的移动函数的具体选取方式。结果表明,修正后的模型可以更准确地描述常用热工设备的运行状况。