植物果实的几何造型及可视化研究

提出了一种基于曲面参数方程的植物果实的造型方法。该方法使用凹凸纹理处理方式对椭球面参数方程进行变形,模拟各种不同形状植物果实形状;利用正弦函数的变化规律对植物表面颜色纹理进行模拟。给出了仿真水果模型的实例,模型的可控参数较少,变换灵活,形象直观,易于构建虚拟植物果实的生长模型。     

植物多向生长模拟算法

针对整数规划问题提出了一种以植物向光性为启发式准则的智能优化算法——植物多向生长模拟算法. 改进了植物生长激素的分配方式并将随机选择机制引入新枝生长方向的选择,更符合植物生长的自然机理. 利用马尔可夫链描述算法迭代过程,证明了算法的收敛性. 利用无约束和有约束两类具有多个全局最优解的非线性整数规划实例测试了植物多向生长模拟算法的性能,并与基本植物生长模拟算法、填充函数法、罚函数法以及基于遗传算法的混合算法进行了对比. 植物多向生长模拟算法不仅提高全局寻优能力,增加解的多样性和准确性而且提高收敛速度.     

基于光照模型的植物仿真方法研究

自然环境中影响植物生长的主要因素是植物的内部生长特性和外部环境信息.提出了既考虑植物的内部生长特性又利用植物生长的外部环境信息的森林环境模型,即在开放的L-System的基础上应用外部光照原理来模拟森林植物的生长过程.重点解决了模型之间数据传输以及模块的控制问题,并利用遗传算法对外部环境信息进行优化,尽量地避免了植物在空间位置上的交叉和遮盖.实验结果表明,采用光照模型原理建立的森林环境模型,很好地反映了森林生长的空间特性,充分体现了植物的趋光性和植物间的相互影响,真实地再现了森林的生长过程.     

模拟植物生长算法的原理及应用

为解决国外主流智能算法普遍存在的参数选择难题,模拟植物生长算法(PGSA)以植物独有的向性运动为启发式准则,将优化问题的解空间当做植物的生长环境,通过生长信息和分枝模式(L-系统)构造出依赖优化环境而不断生长的人工植物分枝生长模式,建立了跳出局部最优解并迅速求出全局最优解的遍历搜索机制和智能算法体系.模拟植物生长算法开拓了"无参数智能优化算法"研究的新领域,本文从该算法的思想源头进行阐述,对国内外学者近年来在不同研究领域应用该算法的情况进行了分析和评述,指出了植物生长原理对智能优化领域的影响以及未来的发展方向.     

L系统理论在植物根系生长模拟中的应用研究

根据植物根系生长的几何特征,探讨了L系统理论在植物根系生长模拟中的具体应用.把括号L系统、参数L系统、随机L系统和时变L系统等结合起来,建立了描述植物根系生长的产生式集,实现了直根系植物根系生长的三维可视化,表达了根系生长的随机性特征和图形随时间变化的连续性.     

基于颜色特征对木质板材分级的研究

给出几种基于颜色和纹理特征木质板材的分级算法,这几种方法通过主颜色和共生矩阵特征,分别利用神经网络中的RBF网络和K-近邻对木质板材样本图像进行处理,然后进行分类的方法。木质板材样本图像通过对木材加工处理采集而得到的。主颜色特征是反映一幅图像的基本面貌的,并通过HSV颜色模型、量化、颜色直方图和绝对距离而得到的;再加上共生矩阵特征。选取三种主颜色方案数据,经过Matlab7.0平台进行程序设计,对木质板材样本图像数据进行训练和测试,并加以验证。实验结果表明,这几种方法能够较好地解决木材分级的问题。     

基于物理的植物器官实时变形模拟

近年来,各种方法被用来模拟可变形物体的实时变形。提出了一种基于质点-弹簧系统的植物器官变形模拟方法,并根据交互式设计的要求开发了参数化的植物器官几何造型和弹簧模型生成方法,简化了质点-弹簧模型的构造。实验结果表明,该方法能够获得具有较高真实感的变形效果,能够适用于多种植物器官一般情况下的变形模拟;同时,参数化的几何曲面和物理模型生成能够满足于交互式实时模拟的需要。     

植物建模与动画合成研究

植物建模与动画合成在虚拟植物、三维动画、游戏制作等领域有广泛应用前景。全面总结植物建模与动画合成领域主要研究成果,对植物建模技术从分形及L系统方法、基于图像的方法、基于三维测量数据的方法 3个方面进行探讨,对植物动画合成技术从基于物理、基于过程、基于视频和基于数据驱动4个方面进行系统分析。对植物建模与动画合成领域需要进一步研究的若干问题进行探讨,并对未来发展趋势及研究方向进行展望。     

基于模拟植物生长算法的车辆调度问题

基于配送企业车辆资源的限制和客户需求时间窗的要求,在考虑外包车辆和配送入员加班的情况下,对带时间窗的车辆调度问题进行扩展研究.根据客户需求的随机性特点构建以最小化车辆配送总成本为目标的机会约束规划模型,并设计求解该问题的模拟植物生长算法.结合车辆调度具体实例,将模拟植物生长算法与遗传算法进行比较,结果表明该算法不仅可以获得最优解,而且提高了求解效率,是一种有效的方法.     

技术联盟投资决策的模拟植物生长优化分析

在协作双方对等投资的条件下,通过构建技术联盟投资决策模拟植物生长的二层规划模型,分析企业参加技术联盟研发收益最大化和自主核心研发能力最优化的组合目标问题,得出协作研发和自主研发的最优投资组合。研究结果显示企业参与技术联盟的研发收益最大化和自主核心研发能力最优化的投资决策目标可以兼顾。依据全局最优解和局部最优解的组合比较,企业可以根据实际决策需要进行投资方案的调整,以增加投资和谈判的灵活性。     

基于双色性反射模型的彩色不变特征的研究

在对双色性反射模型理论分析的基础上,定义和分析了多种彩色不变特征。实验结果表明,归一化的彩色分量rgb,饱和度S,色度H,以及新定义的彩色分量c1c2c3和l1l2l3对视角、光源方向和光照强度是不敏感的,而且色度H和l1l2l3同时对面反射光的影响也不敏感,在照明的光谱能量分布发生变化时,定义了新的不变参量m1m2m3,该参量对白光照明中单色光强度的变化具有很好的鲁棒性。     

针对涂料行业的配色仿真系统

根据作者的设计和开发经验,介绍了一个用于涂料行业的配色仿真系统。该系统使用X-Rite公司生产的SP62球型分光光度计,利用颜色科学,特别是色料混合理论来完成关于配色的各种计算。该系统提供了高精确度的配色计算功能,并能进行配方管理和配方修正等工作,具有很高的工业实用价值。     

大型合成氨全流程仿真系统

本文介绍了年产三十万吨合成氨厂的全流程劝态实时仿真系统。谊仿真系统以386(或486)微型机模拟化工过程特性与仿集散系统CENTUM操作站联网构成。本文例举了一段转化炉的动态数学模型。     

大型船舶动力装置的建模与仿真研究

针对现有船舶动力装置仿真模型在实时性和精度两方面无法兼顾的不足，提出了一种不牺牲精度又能满足实时性要求的建模和仿真方法，给出了大型船舶动力装王的零维仿真模型，模型包括MANB＆W10L90MC柴油机、NA70／T9增压器，定距桨推进装置以及柴油机控制系统，仿真结果表明，稳态和动态工况特性与试航试验数据基本吻合，误差不大于5％，模型可用于船舶动力装置的性能分析、预测和调速器系统的设计和优化。     

集约生产计划问题最佳平衡模型的仿真分析

集约生产计划最佳平衡模型由参数规划模型导出,由此给出决策者在各个时段对总费用的满意水平的隶属函数,将最佳平衡模型转换成非线性规划模型,并进行了实例仿真,结果表明,最佳平衡模型的最优解与满足市场需求、能力消耗和总费用之间的最佳平衡点相对应。     

基于半规则纹理和三角块映射的表面流场模拟

针对基于点噪声的流场可视化不够形象的缺点,提出一种更直观的基于半规则纹理和三角块映射的三维表面流场可视化方法。首先,建立模型的三角化网格,并以三角形作为基本单元,以三角形的重心场作为三角形的流场,结合具有方向性的半规则纹理进行纹理映射。同时,建立最大样本集和最优样本集加速场流动过程中纹理重新映射造成的时间损耗。最后,说明了添加矢量点后,三角块流场的合成方式。实验表明,该方法可以获得较好的可视化效果。     

基于特征人脸和肤色统计的人脸检测

提出一种在视频中检测人脸的新方法,该方法首先用特征人脸检测第一帧画面中人脸的位置和大小,将它作为卡尔曼(Kalman)滤波的初始值和肤色分布统计的训练样本,然后利用卡尔曼滤波预测人脸,最后用肤色分布模型确定人脸,就可以检测到人脸。这种方法的优点是可以在复杂背景下快速准确地检测到人脸位置和大小。实验结果表明使用该方法可以实时准确地检测到视频中的人脸。