增强现实中虚拟物体的投影注册算法研究

研究增强现实的关键技术之一的虚拟物体注册技术,使增强现实系统中的增强信息更具有真实感,结合三色基准注册技术,借助三维空间中的坐标系变换和立体投影变换算法,建立增强现实系统中虚拟物体投影注册模型,提出并推导增强现实系统的虚拟物体立体视觉投影注册算法,该算法能够很好地实现已知几何描述的虚拟物体从其自身坐标系到增强现实系统坐标系的转换,并能够生成具有视差的左右眼立体图像,本算法结合视点的三然基准算法完整地实现了用于增强现实的三维注册。     

增强现实系统的动态注册

增强现实是虚拟现实的一个重要分支,有着广泛的前景与应用价值,增强现实系统中最关键的技术是三维注册,为实现虚拟物体与真实物体间的完美结合,三维注册精度至关重要,由于系统延时造成虚拟物体在真实物体附近游移,严重地影响系统的整体注册精度,针对该问题采用扩展卡尔曼滤波方法跟踪标志点,估计头部运动方位,对增强现实系统进行动态注册,以减少系统延时,提高三维注册精度,该算法实时性强,能够较好地解决增强现实系统延时造成的注册误差。     

基于数据手套的增强现实计算机导论实验教学环境研究

计算机导论的实验教学是该课程的重点和难点。本文引入数据手套构建增强现实的计算机导论实验教学环境,首先分析了基于数据手套的增强现实人机交互方式,接着设计了一个增强现实的计算机导论实验教学交互系统原型,最后通过实验对系统进行了分析。研究表明,该方法对提高学生的学习兴趣和实验创新能力起到了积极作用,改善了计算机导论实验课程的教学效果。     

基于改进随机蕨的增强现实场景实时跟踪注册算法

针对增强现实场景跟踪注册存在速度较慢等问题,提出了一种基于改进随机蕨的增强现实跟踪注册算法.该算法采用离线训练和在线跟踪两个模块.提出了一种嵌入式蕨分类器以提高特征点匹配精度,该分类器采用有监督的降维方法,并利用了所有可能的信息.通过该分类器进行特征匹配,进而计算摄像机位姿并渲染注册虚拟物体.实验结果证明,提出的嵌入式蕨在平均分类精度上优于其他算法.平均处理每帧图像的时间为34.22 ms,基本满足实时性.     

动态反馈负载均衡算法的研究

针对iSCSI的多网卡多连接技术无法对系统的各种任务做出合理分配,影响系统整体性能的发挥这一问题,提出了一种基于动态反馈的负载均衡算法.该算法采用了反馈原理,通过对整个系统中多个资源的状态进行采集,再计算出实时的反馈值,并结合系统历史反馈值对系统中任务进行再分配以达到动态调整系统负载状况的功能,满足并行请求不同的情况.实验结果表明,使用该算法使系统的整体性能得到提高.     

iSCSI系统中动态反馈负载均衡算法

提出了一种动态负载均衡算法.该算法采用反馈原理,对系统中重要资源参数进行采集,并计算出实时反馈值,结合历史反馈值对系统中任务进行再分配以达到动态调整系统负载的功能.算法也可以通过反馈值对各connection接收任务的阈值做出动态调整以满足并行请求不同的情况.实验结果表明,使用该算法系统的读/写性能要比其他系统的读/写性能有所提高.     

大纯滞后对象的免疫-Smith控制器研究

免疫控制器是借鉴生物系统的免疫机理而设计的一种智能控制器,具有参数调整时间短、抗干扰能力强等特点.免疫算法中的抑制细胞相当于比例积分微分控制器的反馈环节,该细胞只与前面时刻的抗体变化即控制器输出有关,而与系统当前的测量值无关,可以避免由于系统的滞后对控制造成的影响.将免疫控制器和Smith预估器结合设计一种新型控制器,使该控制器既能克服纯滞后对系统性能的影响,又能降低单独采用Smith预估控制时对系统模型准确性的依赖.仿真结果表明,免疫-Smith控制器的性能在模型匹配和失配情况下均优于其它控制器.     

时滞对高速铁道车辆悬挂系统半主动控制的影响

利用多体动力学技术和联合仿真的方法及半主动开关控制和改进型开关控制中的时滞,对车辆动力学性能的影响进行了仿真分析.结果表明:无时滞理想状态下,半主动控制对车辆横向动力学性能的控制效果明显,且运行速度越高控制效果越好;时滞对车辆横向动力学性能的影响较大,但并非随着时滞的增大而逐渐恶化,而是呈波浪形起伏,当时滞处于100~200 ms和400~500ms范围时,半主动控制效果最差,甚至失效;考虑时滞后,开关控制效果优于其改进型,这与没有考虑时滞因素时结论相反,证实了时滞分析的必要.     

增强现实环境下的FreeForm空间遥操作研究

人类在复杂环境中执行操作任务时,往往存在很多危险。空间遥操作技术实现让操作人员操控异地的设备,远离危险,在安全的环境中完成各种操作。然而,空间遥操作技术存在通讯时延,为了解决这一问题,通常使用增强现实技术对遥操作系统构建虚拟预测环境。目前,一般的增强现实技术只能对人的视觉系统进行影像增强或视野扩张,无法对触觉进行有效地模拟或仿真。本文提出将FreeForm触觉式设计系统与增强现实技术结合的方法,弥补这一缺陷。     

基于ARToolKit的增强现实系统的研究、开发及应用

介绍了增强现实系统的一个开发工具ARToolkit,讨论了基于视觉的增强现实系统的关键技术,并给出了其开发流程,最后介绍了增强现实系统在工业中的应用.     

针对重复纹理场景的跟踪定位算法

提出一种针对复杂标识的分类学习算法,并将其应用于移动增强现实系统中,实现了基于自然特征的跟踪定位系统.在场景特征点识别分类基础上,采用关键帧匹配算法实现无标识跟踪定位.针对含有对称结构的场景提出一种误匹配特征的回收机制.实验结果表明,该算法可解决由于场景对称结构导致的错误特征匹配,从而大幅提高特征的正确匹配率.     

基于标识与平面间单应性矩阵的虚实注册方法

提出了一种基于单应性矩阵与平面标识相结合的三维注册算法,解决了标识部分被遮挡情况下的虚实注册问题,提高了系统的健壮性、可用性．该方法将直接求解三维注册矩阵问题分解为利用图像间的匹配特征点来计算相邻两帧图像间的单应性关系,并利用该单应性关系恢复最终注册矩阵．就实验结果与ARToolkit的注册性能作了比较,结果表明该算法能够解决标识部分遮挡情况下的虚实注册问题,在健壮性方面明显优于ARToolkit．     

EPA无线工业控制系统的任务调度算法

针对基于EPA标准的工业控制系统底层使用无线通信技术时,传统的实时调度机制不适应无线工业应用的特点,很难达到原有的效果等问题.以解决无线工业控制系统通信任务的超时现象为目的,提出了适合无线EPA标准的任务调度算法.利用启发式机制搜索合理的通信任务预留时间,并根据预留时间进行功能任务和通信任务的联合调度.最后,分析了基于该方法的一个应用实例,该调度方法有效地延长了通信任务的截止时间,进而补偿了无线技术在工业恶劣环境中出现的信道传输质量极不稳定带来的实时性较差等负面影响.     

基于AR的智能安全巡检系统

针对化工企业日常工作的重要一环—设备运维和企业安全巡检工作中存在的效率低、规范性差等问题和现有方式的监管难、档案管理难等弊端,结合目前发展迅速的增强现实技术(augmented reality,AR)技术,同时运用音视频即时通讯远程协助和图像识别技术,设计了能够较好解决上述问题和弊端的AR智能安全巡检系统。参考危险与可操作性(HAZOP)、保护层分析(LOPA)和故障模式及影响分析(FMEA)报告,开发了一套从制定、发布到执行、审核的完整的巡检任务流程和AR巡检系统,可帮助企业更好地落实安全管理工作。     

不同年龄段人群驾驶分心时的视觉特性分析

针对驾驶过程中浏览车载信息系统次任务时引发的驾驶分心问题,研究聚焦不同年龄段驾驶员的视觉注意资源分配策略,分析在动态视觉信息源的刺激下发生驾驶分心时的视觉行为表征。通过视觉搜索的实验方法,模拟驾驶过程中驾驶员浏览车载信息系统次任务的视觉行为过程,并分别测量了横向和纵向两种车载中控屏摆放方式下的参试者视觉特性数据与搜索绩效数据。通过分析驾驶员浏览车载信息系统次任务时视觉注意资源的分散程度,以衡量其在行程中的驾驶分心程度,在此基础上提出有益于缓解驾驶分心行为的车载中控屏视觉区域。实验结果表明:横向中控屏测试中,参试者在上部区域的平均视觉搜索反应时长为641.92 ms,眼动数据显示,注视点集中分布于上部区域。纵向中控屏测试中,参试者在下部区域的平均视觉搜索反应时长为751.75 ms,眼动数据显示,注视点集中分布于右侧区域。年龄在59～68岁这个范围的老年参试者在执行模拟浏览车载信息系统次任务时的视觉搜索反应时长更长,平均为11 639.57 ms,注视点分布更分散。可知,在横向中控屏的上部区域与纵向中控屏的下部区域的反应时间更长,在横向中控屏的上部区域与纵向中控屏的右侧区域交叉的占用的注...     

智能机器人中基于知识学习的图像理解系统

图像理解系统是智能机器人做出正确决策或完成一些控制系统的主要环节,也是计算机视觉研究的一个重要分支,如何构建一个合理完善的图像理解系统已成为当今智能机器人研究领域的热点问题。图像理解系统所研究的问题是:为了完成某一任务,需要从图像中获取哪些信息,以及如何利用这些信息获得必要的解释。图像理解的研究要涉及或包含研究获取图像的方法、装置和具体应用的实现。该论文主要论述了智能机器人中基于知识学习的图像理解系统的基本框架结构以及图像理解中框架知识的表示、推理和学习,对智能机器人中图像理解系统的一些关键技术进行了探索性的研究,最后对智能机器人图像理解系统的应用前景做了概括性的总结。     

聚/表二元体系配制用水水质优化研究

聚/表二元体系配制用水的水质对体系性能有明显的影响,目前国内对该方面研究较少。以聚丙烯酰胺
HTPW – 112（离子聚合物）和表面活性剂DWS – 3（非离子型）配制的聚/表二元体系为例,利用大量的室内实验,逐一评
价矿化度、铁离子含量以及细菌等水质指标对聚/表二元体系黏度的影响,为相似油藏的配聚用水水质优化方法提供
思路。实验表明,当Na+ 含量超过3 900 mg/L 时聚表二元体系黏度上升,对二元体系具有一定的盐增稠性能。单一
Mg2+、Ca2+ 含量大于500 mg/L 体系黏度下降趋势增强,且Mg2+ 的影响程度略强于Ca2+。Fe2+ 含量超过5 mg/L,二元
体系黏度开始大幅降低。SRB 超过5 个/mL、TGB 超过100 个/mL、FB 超过100 个/mL 会使聚表二元体系溶液黏度大
幅降低,细菌的代谢产物是造成黏度降低的重要因素。     

双热源作用下螺杆泵定子非稳态温度场数值模拟

为了进一步探讨螺杆泵在油气田开发中出现的高温破坏问题,基于汽车滑移理论,采用单向解耦法,以GLB500和DGLB500螺杆泵为例分析定子温度场分布规律及散热性能,研究不同过盈量、转速下的定子增温。结果表明:螺杆泵定子温度场沿长轴对称分布,最高温度点位于定子橡胶衬套厚壁中心处,考虑摩擦生热时,最高温度点沿短轴方向向定子中心偏移;等壁厚螺杆泵散热性能较好且比较均匀,常规螺杆泵长轴方向散热能力优于短轴方向;不考虑摩擦生热时,定子增温与转子转速正相关,随定转子过盈量的增加呈抛物线趋势增加;在双热源作用下,定子增温随过盈量和转速急剧增加,并且等壁厚螺杆泵表现更为敏感。     

基于制动控制器的磁流变制动器性能

本文主要对基于制动控制器的磁流变制动器性能进行探究.对磁流变制动器进行结构设计和仿真优化,得出制动器的最优结构,并基于Arduino开发板与L9349功率驱动芯片设计了磁流变制动控制器.为探究基于制动控制器的制动器制动性能,分别进行了不同阶跃信号规律、正弦信号规律的制动力矩跟随实验和制动减速度实验.实验结果得出制动器的响应时间约在40ms,控制系统滞后时间约为70ms,制动力矩在跟随过程中滞后时间约为20ms,与液压制动系统相比具有较快的制动响应.本研究对磁流变制动器的发展和应用奠定了基础.     

集中荷载和均布荷载下T形简支梁不同截面的剪力滞效应

对有机玻璃T形简支梁进行两点集中加载和均布加载,研究T形简支梁不同截面的剪力滞效应,分析正、负剪力滞的产生原因和传递机理.试验结果表明:T形简支梁支座位置存在明显的负剪力滞效应,且随着荷载的增加,负剪力滞效应增强,远离支座截面则为明显的正剪力滞现象,有效翼缘宽度为正;集中荷载作用时,剪力滞效应随着荷载的增加而逐渐减弱,均布荷载作用时,剪力滞效应随着荷载的增加先逐渐增强,后逐渐减弱;剪力滞效应主要集中在腹板对应的翼板处,向两侧逐渐减弱,且不可简单地根据剪力滞系数推断剪力滞效应的正负.