增强虚拟现实技术研究及其应用

增强虚拟现实技术,简称增强现实(augmented reality,AR)技术,是根据信息技术发展和实际应用需要而出现的一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术.首先,简略介绍AR的概念及其发展情况,并根据已有的研究成果给出一个典型AR系统的软、硬件架构;然后,详细阐述AR的关键技术和相关理论,总结目前AR技术在各个领域中的应用,详细介绍课题组在AR应用系统开发过程中所做的重要工作;最后,分析当前AR应用中存在的难点问题,并展望AR技术的发展趋势和前景.     

基于目标特性增强的频带缺失雷达信号融合处理

由于战场电磁环境复杂,使得在某些频段上雷达信号受到了干扰而无法用于成像。如果仅利用单部雷达在可用频段上的回波信号进行成像,则图像的分辨率无法满足实际需求。为了综合利用多部频带缺失雷达的信号,将频带缺失的多雷达信号融合问题转化为一个信号表示问题。为了增强目标特性,将合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像增强技术引入到多雷达信号融合处理中,用正则化方法来增强目标的点特性和边缘特性。此融合处理方法不仅适用于多部频带缺失雷达的信号融合,而且无需极坐标插值来完成相位解耦,更能增强目标特性。仿真实验验证了本文方法有效性。     

云计算中基于可用带宽欧氏距离的LDoS攻击检测方法

根据云计算数据中心网络(data center networks, DCNS)架构的特点,从网络架构的角度对低速率拒绝服务(low-rate denial of service, LDoS)攻击进行建模。提出基于可用带宽欧氏距离的LDoS攻击检测方法,其本质是依据LDoS攻击导致同一路由域内所有链路可用带宽同时增大的特征,将可用带宽的平均欧氏距离作为LDoS攻击检测测度。改进了传统的探测间隔模型(probe gap model, PGM),并将其专门用于云计算环境下的可用带宽测量。在实际的网络环境中对LDoS攻击效果和LDoS检测性能进行测试,结果表明:1)DCNS内的LDoS攻击比洪水式拒绝服务(flooding denial of service, FDoS)攻击更具危害;2)所提出的检测方法能够准确检测LDoS攻击,检测率达到98%。     

Roy分形分抗逼近电路的运算特征与逼近性能分析

从新的分数阶微积分概念出发,根据分抗逼近电路的数学原理,首次全面考察各型Roy分形分抗逼近电路的运算特征与逼近性能。引入阶频特征函数并结合相频特征函数来表征分抗、分抗逼近电路的运算特征。依据分抗逼近电路的频域性能参数,从阶频与相频两方面进行直观、全面地性能分析。首先由连分式迭代算法公式,数值算出各型Roy分形分抗逼近电路的阻抗函数序列,进而获得阶频特征、相频特征函数、逼近带宽指数,最后精确求出各型Roy分形分抗逼近电路的K指标、O指标、P指标,逼近效益等刻画分抗运算特征与逼近性能的参数。数值仿真表明,阶频特征与相频特征直观刻画Roy分形分抗逼近电路的运算特征,是分析分抗、分抗逼近电路以及分数阶电路与系统运算性能的数学基础。采用频域性能指标在分析不同类型的分抗逼近电路的逼近性能时具有统一的定量分析标准。     

银纳米粒子构筑树枝状微纳结构用于表面增强拉曼散射的研究

通过简便的电化学沉积法制备出一种新颖的由树干、树枝和树叶构筑的树枝状银微纳结构。采用SEM和XRD等技术对所制备的银微纳结构进行结构表征,并结合其结构特点对树枝状银微纳结构的形成机制进行了初步探讨,制备的树枝状纳银具有极强的对称性的结构。单分子检测实验表明,由于树枝银的高纵横比、众多的间隙结构和纳米尺寸的单晶树叶状银等结构特点,所制备的树枝状银微纳结构作为表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)的基底具有优异的SERS活性,可用于超低浓度的单分子检测。     

网络控制系统二维优先级和带宽调度策略研究

研究了一种基于二维优先级和带宽调节的网络控制系统调度问题。在调度器的设计过程中,为对优先级和带宽进行协同调度,将任务的执行次序通过任务的一级优先级和任务的二级优先级决定,并在二维优先级调度机制中进一步引入二维带宽控制策略,以根据用户需求实时动态调整网络带宽,从而改善网络环境,克服了现有调度策略的不足。最后,通过仿真分析验证了调度算法的有效性。     

雾霾天气彩色图像的局域非线性变换增强算法

基于数字图像处理的实时图像增强处理技术可有效地降低受到雾、霾等大气环境的影响,严重限制了电视成像系统的性能和使用环境这种不利影响,本文分析了雾、霾等大气环境对彩色电视成像系统产生影响的原因,研究了基于Retinex理论的图像增强方法和子块部分重叠局域亮度灰度非线性变换算法,并对这几种算法的处理效果及算法复杂程度进行了对比. 结果表明,子块部分重叠局域亮度灰度非线性变换算法是一种处理效果和处理速度比较平衡的算法.      

基于特征增强的三维网格模型孔洞修补算法

对物体进行扫描时,获取的三角网格模型不可避免存在孔洞,导致重建后的网格模型无封闭性,或在孔洞处失去了物体原有的特征[1].为了恢复物体原有真实形状,从恢复尖锐特征的角度出发,提出一种特征增强的三维网格孔洞修补算法.首先,利用径向基函数获得近似逼近孔洞区域的光滑隐式曲面.然后,利用正则化匹配原则对隐式曲面进行三角网格划分,缝合孔洞填充区域与原始网格模型的孔洞边界.最后,对于孔洞区域中存在的尖锐特征区域加以特征增强处理.实验结果表明该算法效率高,并能有效的恢复孔洞区域原有的尖锐特征.     

基于稳健独立分量分析的转子故障信息增强方法

针对实际转子振动信号中信源相互叠加干扰、故障信息微弱的问题,提出一种基于稳健独立分量分析(RICA)的转子故障信息增强方法。首先引入双树复小波变换,对信号进行降噪预处理,降低分离算法对噪声的敏感程度。再用稳健独立分量分析对降噪后信号进行分离和信息增强。并对比其他2种经典的盲源分离算法,通过数值仿真比较它们的分离效果。结果表明:新方法通过优化步长因子得到全局最优值,采用代数方法得到最优步长参数,实现简单,并且避免了预白化处理,使得算法运算量降低;对小数据量信号,算法收敛速度快、信号分离质量高。此方法可以更有效地分离故障源及提取信号的本质故障特征。     

纤维增强多层水泥板结构性能研究的试验方法

随着社会科学技术的进步,土木工程结构学科的发展,在很大程度上得益于性质优异的新材料、新技术的应用和发展,通过对加压水泥板的抗弯、抗折、抗冲击性等性能和研究纤维增强复合材料的抗拉、抗剪、抗疲劳等性能的研究,研发一种可用于建筑外墙、楼板的结构板.纤维(碳纤维,芳纶纤维或玄武岩纤维)增强多层水泥板由2～3层水泥加压板和1～2层网状纤维由粘结剂粘接组成结构板.通过试验研究不同纤维配置和粘结剂对其结构性能的影响,提出纤维增强多层水泥板的设计、制造方法和构造措施.