道路三维场景的实时动态显示技术

实时动态显示技术是实现道路三维可视化设计的关键, 应用Delaunay三角化算法构建数字地面模型, 基于分割-归并思想完成道路三维实体造型, 在此基础上, 提出并实现了有效的道路三维模型的视相关简化算法, 并结合真实感图形绘制技术开发了道路三维场景的实时动态浏览平台, 将该平台与路线CAD系统集成, 实现了道路设计过程和设计成果的可视化     

面向GIS应用的铁路工程三维信息模型数据交换方法

为实现铁路三维信息模型在不同平台之间的互操作和信息共享,提出了一种基于多元信息分离和独立存储、支持简化层次细节和场景构建的模型数据交换方法RIMTrans.首先,从RIM各单元要素中提取描述几何特征的参数,通过快速网格化等算法将其转换为GIS需要的Mesh数据;其次,建立IFC与RIM语义之间的映射关系,保证了数据交换过程中语义信息的完整性;第三,引用IFC规定的属性定义和描述方式作为标准交换格式,实现属性信息的传递;最后,以语义为主导,从几何、属性、语义3个方面对RIM进行了多层次细节简化.通过选择某铁路工程设计工点案例区域,采用RIMTrans方法开展了设计阶段信息模型的格式转换实验,结果表明,本文提出的数据交换方法灵活可控,三维模型中附带的铁路工程语义信息完整性可达85%,与传统作业方式相比,RIM信息模型的转换时间耗用降低70%,集成到三维GIS场景中的准确度达100%.      

基于3DS MAX和OpenGL的飞行仿真的实现

讨论了三维建模软件与OpenGL相结合的飞行仿真的实现方法。利用建模软件建立飞机模型,并将其转换为OpenGL的C代码,在VC＋＋开发环境中实现了飞机模型的控制与显示、三维场景的模拟、以及场景与模型的结合。     

我国高速列车数字化研发的进展及挑战

高速列车数字化研发是高速列车设计的重要方法,是突破其关键理论及技术的重要手段,也是适应个性化、多样化需求的快速定制手段,以数字化为基础的网络化、信息化和智能化是高速列车未来的发展方向.从高速列车引进到全面自主创新,其研发手段经历了从单个学科的仿真向耦合大系统仿真方向发展,由仅仅关注设计到全生命周期的建模与仿真等逐渐形成了目前的基于数字化平台的集成与优化设计等过程.高速列车研发主要实现了基于计算机仿真、虚拟样机、设计自动化和面向需求的设计等技术的综合运用,但同时也存在着研发成本的不确定性、与网络化等结合程度不高和以人为中心的考虑不足等问题.未来高速列车的研发将在数字化研发平台的基础上综合虚拟试验、全寿命周期的数据挖掘、成本控制、人机工效、知识的管理与重用等技术,并与移动终端等网络化技术结合来实现开放式的研发设计.      

业务模型驱动的应急物流本体知识表示及应用

为解决应急物流智能协作面临的异构信息融合与知识管理难题,以有效知识应用为目标,利用业务模型与本体模型对组成构件上的相关性进行映射,并根据系统控制与实体行为约束所需的业务推理规则,设计了3种模块之间的关系与四阶段转换步骤,形成了业务模型驱动的本体表示方法.以该方法为基础,结合应急物流领域需求,建立了由概念集合、概念属性、语义约束、推理规则等要素组成的应急物流本体模型.通过应急配送路径选择案例,自动推理得到可替代邻近点以完成配送路径求解.结果表明,应急物流本体模型及其应用实现了异构信息的本体融合,消除了以关键词匹配为基础的常规检索失效现象,满足了最小路径算法的执行条件,为应急物流决策模型及算法应用提供了知识层面的支持.      

New Method of Reconstruction from Nonparallel Stereo and Application to Surgical Navigator

A new method to reconstruct 3D scene points from nonparallel stereo is proposed. From a pair of conjugate images in an arbitrarily configured stereo system that has been calibrated, coordinates of 3D scene points can be computed directly using the method, bypassing the process of rectifying images or iterative solution involved in existing methods. Experiment results from both simulated data and real images validate the method. Practical application to surgical navigator shows that the method has advantages to improve efficiency and accuracy of 3D reconstruction from nonparallel stereo system in comparison with the conventional method that employs algorithm for standard parallel axes stereo geometry.     

An Intelligent Master Model of Computer Aided Process Planning for Large Complicated Stampings

Process planning for large complicated stampings is more complicated, illegible and multiform than that for common stampings. In this paper, an intelligent master model of computer aided process planning （CAPP） for large complicated stampings has been developed based on knowledge based engineering （KBE） and feature technology. This innovative model consists of knowledge base （KB）, process control structure （PCS）, process information model （PIM）, multidisciplinary design optimization （MDO）, model link environment （MLE） and simulation engine （SE）, to realize process planning, optimization, simulation and management integrated to complete intelligent CAPP system. In this model, KBE provides knowledge base, open architecture and knowledge reuse ability to deal with the multi-domain and multi-expression of process knowledge, and forms an integrated environment. With PIM, all the knowledge consisting of objects, constraints, cxtmricncc and decision-makings is carried by object-oriented method dynamically for knowledge-reasoning. PCS makes dynamical knowledge modified and updated timely and accordingly. MLE provides scv. cral methods to make CAPP sysmm associated and integrated. SE provides a programmable mechanism to interpret simulation course and result. Meanwhile, collaborative optimization, one method of MDO, is imported to deal with the optimization distributed for multiple purposes. All these make CAPP sysmm integrated and open to other systems, such as dic design and manufacturing system.     

基于AHP的汽车智能化设计知识评价方法

随着汽车智能化设计系统的应用,系统知识库中不可避免的积累大量过时、冗余的知识,其会严重影响到设计知识的重用效率.为了提高设计知识评价的精确度,将层次分析法引入到汽车智能化设计知识的评价体系中,建立汽车智能化设计知识的评价指标体系,研究了汽车智能化设计知识的分析评价过程.通过对设计知识的有效评价,可以实现汽车智能化设计系...     

动态分段技术在道路空间数据建模中的应用

介绍了线性参考系统与动态分段技术中的基本概念及其原理,详细论述了在南昌市道路管理系统中空间数据建模过程中涉及到数据结构、车道的几何数据语义描述和车道之间拓扑数据语义描述这三个关键点。通过运用基于动态分段技术数据模型的建模方法,构建南昌市城市道路管理信息系统,能够支持城市道路交通规划、建设和管理。     

基于动态流场数据的虚拟港口建模方法

为了实现港口数字化升级，提出了一种基于动态流场数据的虚拟港口建模方法；采用三维重建模型从无人机倾斜摄影影像数据中重建了港口几何特征，获取高精度三维模型；引入了基于二次误差度量的边折叠算法简化模型，以避免数据量过大致使渲染效率低的问题；分析了欧拉法数值计算过程中的高耗时环节，建立了神经网络模型学习流场演化特征，加速投影项计算得到实时变化的流场数据，通过流场数据驱动水流动态渲染，结合光滑粒子流体动力学方法表现水流与船舶、陆地的交互动态，在保证渲染实时性的同时，提高渲染真实感。研究结果表明:重建的港口三维重建模型顶点数量可达3 320 937个，重建的网格模型在Meshlab中渲染频率为78.7 Hz；经过模型简化降低90.0%的模型顶点数量后，模型顶点数量缩减为332 836个，渲染频率提升至108.7 Hz，模型简化后几何误差小于2.0%；在256×256的流场网格下，采用神经网络加速的网格流体计算方法所得水流速度场平均更新间隔约为17 ms，平均仿真精度为88.6%；通过开源图像引擎驱动流场数据和港口三维模型，平均渲染频率可达50.5 Hz。可见，该方法可有效解决高精度实时渲染中的关键问题，以达到仿真精度与渲染效率间的动态平衡，在精度损失较小的情况下实现较高精度的虚拟港口建模与实时动态仿真。      

基于单目图像的列车事故场景三维重建

为了辅助铁路事故应急救援方案的制定, 提出了一种基于单目图像的列车事故场景快速三维重建方法。考虑不同应用场景的2种相机投影模型, 采用SIFT算法提取图像特征并与事故列车的CAD模型相匹配, 通过引入车厢之间的几何约束, 将三维重建转换为求解带约束的非线性最小二乘问题, 最终还原事故主体的位置与姿态。为了定量与定性验证该方法的计算效果, 分别对模拟列车事故场景与真实列车事故场景进行车厢的三维重建。在模拟列车事故场景中采用了较精确的有限相机投影模型进行离线标定, 在真实列车事故场景中采用了较稳定的针孔模型进行自标定。分析结果表明: 通过对模拟场景的定量分析, 重建两节车厢中用于测量的8个节点的最大相对误差为4.54%, 平均相对误差为1.85%;通过对真实场景的定性分析, 结合地形信息校正, 同样能够实现车厢位置与姿态的三维还原; 最终借助三维可视化引擎, 可在视觉上还原整个事故环境全貌。该方法还可用于应急救援电子沙盘的开发以进行铁路事故分析和安全教育。     

基于Creator/OSG的数字校园虚拟现实系统

本文以南通航运职业技术学院为对象,利用三维建模软件Creator和实景驱动引擎OSG,开发了一个"数字校园"虚拟现实系统,对系统中涉及的模型构建和优化、纹理映射、视景漫游、人机交互控制、碰撞检测等技术进行了探讨。     

Web语义的分类和缓存

针对Web信息查询缺乏对查询概念的相关语义这一问题，引入一种本体的形式化模型，通过引入本体内聚度等概念建立本体中概念间的语义关联，从而便于对常识知识的处理，并作为语义扩展及缓存的依据，由此建立起查询的上下文关联及联想，给查询带来较好的适应性。     

Hardware architecture design of block-matching and 3D-filtering denoising algorithm

Block-matching and 3D-filtering(BM3D) is a state of the art denoising algorithm for image/video,which takes full advantages of the spatial correlation and the temporal correlation of the video. The algorithm performance comes at the price of more similar blocks finding and filtering which bring high computation and memory access. Area, memory bandwidth and computation are the major bottlenecks to design a feasible architecture because of large frame size and search range. In this paper, we introduce a novel structure to increase data reuse rate and reduce the internal static-random-access-memory(SRAM) memory. Our target is to design a phase alternating line(PAL) or real-time processing chip of BM3 D. We propose an application specific integrated circuit(ASIC) architecture of BM3 D for a 720 × 576 BT656 PAL format. The feature of the chip is with 100 MHz system frequency and a 166-MHz 32-bit double data rate(DDR). When noise is σ = 25, we successfully realize real-time denoising and achieve about 10 d B peak signal to noise ratio(PSNR) advance just by one iteration of the BM3 D algorithm.     

A NOVEL 2-D GENETIC ALGORITHM FOR STANDARD PE PLACEMENT IN OPTOELECTRONIC MCM

IntroductionThere are considerable interests in the develop-ment of optical interconnections for multichipmodules ( MCM's) ,since optical interconnec-tions have advantages in size,power,and speedover electronic interconnections for“long”dis-tance communication[1] .Free space optical inter-connection( FSOI) is one of the forms of opticalinterconnections.Differing from electricity'straveling which uses wires for communication,FSOI uses laser light traveling in a transparentmedia.Moreover,…     

双注意力引导的跨层优化交通场景语义分割

针对交通场景目标分割边缘不平滑以及小目标难以准确分割等问题，本文提出一种双注意力引导的跨层优化交通场景语义分割算法。首先，构建多分支特征提取编码网络，并利用串行非比例式空洞卷积实现空间上下文信息提取，进而改善小目标信息的丢失；其次，构建基于空间对齐的跨层特征融合解码网络，实现语义信息和细节信息的融合，增强不同尺度目标的表达能力；最后，提出通道和空间注意力机制，建模全局通道相关性和长距离位置相关性，增强网络对关键特征的学习能力。交通场景数据集Cityscapes和CamVid上的实验结果表明，所提特征提取编码网络、跨层特征融合解码网络以及注意力机制模块是有效的；所提语义分割算法获得了77.79%和78.66%的平均交并比，能够平滑目标分割边缘，尤其对细长条形目标具有鲁棒性。     

基于词组主题建模的文本语义压缩算法

为了实现文本代表性语义词汇的抽取,提出一种基于词组主题建模的文本语义压缩算法SCPTM(semantic compression based on phrase topic modeling).该算法首先将代表性语义词汇抽取问题转化为最大化优化模型,并通过贪心搜索策略实现该模型的近似求解.然后,利用词组挖掘模型LDACOL实现词组主题建模,得到SCPTM算法的输入参数;同时,针对该模型中词组的主题分配不稳定的问题进行改进,使得取得的代表性语义词汇更加符合人们对语义的认知习惯.最后,将改进LDACOL模型与LDA模型、LDACOL模型以及TNG模型的主题挖掘性能进行实验比较,并利用SCPTM算法针对不同语料库进行语义压缩,根据聚类结果评价其有效性.实验结果表明,在多数情况下,改进LDACOL模型的主题抽取效果优于其他3种模型;通过SCPTM算法抽取代表性语义词汇能达到70%~100%的精度,相比PCA、MDS、ISOMAP等传统降维算法能获得更高的聚类效果.      

机械系统三维设计的关联要素研究

通过对企业设计软件的应用现状调查,分析了企业机械系统应用现代设计技术中存在的问题.结合车载起重机专用取力器的三维设计过程,论述了机械系统三维设计的建模技术、模拟仿真、工程分析以及工程图导出等关联要素.     

车站联锁系统行为验证与数据确认的形式化方法

车站联锁系统是一种典型的基于数据驱动的安全苛求系统,开发过程中需要对系统行为进行验证并需确认数据的正确性. 为此,通过分析联锁系统的设计规范,基于RODIN平台并使用Event-B语言,辅助使用UML （unified modeling language）图工具快速建立系统的初始模型,以自动生成模型文件并描述出各系统属性与事件流程;基于精化策略分层建模,对各层模型的证明义务进行定理证明,验证了系统的各项属性,得出可靠的通用功能模型;基于实例车站,对模型的公理进行了验证,同时实现了对联锁数据的确认;通过形式化验证过程,结合给定场景联锁数据的有效性确认,发现并纠正系统需求及分析过程中造成的潜在行为缺陷;通过功能仿真与验收测试,进一步确认了通用模型与联锁数据的正确性. 结果表明:本文方法提高了基于模型开发过程的准确性与层次性,验证了系统通用行为状态,且结合公理验证,实现了联锁数据的确认,并能基于模型进行功能场景仿真与测试,从而可进一步提高系统通用功能原型的可靠性.