基于Vega Prime的BUMP碰撞检测球心距跟踪加速算法

文章对距离跟踪算法进行改进,提出了球心距跟踪算法,并利用该算法对Vega Prime中的BUMP碰撞检测算法进行加速,以排除虚拟战场环境中明显不可能发生碰撞的实体,从而达到减少参与碰撞检测的实体数量的目的.     

IMPROVEMENTS IN HIDDEN LINE REMOVAL ALGORITHM FOR BI-PARAMETRIC SURFACES

近些年来，随着计算机图形学，计算几何和计算机辅助设计与制造技术的发展，双参数曲面的消隐算法变得越来越重要。而现有的一些消隐算法，它们在计算量，存贮量和精度上都不太令人满意。本文引入面积坐标进行包含性检验，提出移动包围盒技术，给出了一种通用性强，贮存量小，准确性高，简单快速且易于在微机上实现的消隐算法。本文还给出了由Ｄｘｙ－８８０绘图仪绘制的多个实例效果。     

医学图像光线投影体绘制中重采样快速算法研究

光线投影算法是体绘制算法中图像效果比较好的方法,但存在运算量大,绘制速度慢的问题,如何提高重采样速度是加速光线投影算法的关键。本利用重采样点在两坐标系中的矩阵变换特性,减少矩阵运算量,同时结合三维数据场在像平面的投影减少光线投影数目;利用包围盒技术避免对空体元的采样,并且通过将Bresenham算法扩展至三维确定每个重采样点所在体元的编号。实验结果表明,本提出的重采样优化算法成像速度比标准光线投射算法快2—3倍,而成像的质量与标准算法基本没有区别。本提出的算法,既能保证绘制质量,又能显减少计算量,提高体绘制的速度。     

基于邻域拓扑的工程图纸三维重建

采用基于邻域拓扑的迭代树方法对工程图纸三视图三维重建进行了研究。首先根据三维线段端点位置关系，提出邻域拓扑的定义；接着根据投影线段相对图纸坐标系存在的5种类型，结合邻域拓扑定义，给出有效三维线段的7种拓扑关系；然后将这7种拓扑关系转变为一种迭代树方法，遍历二维图元得到三维线框模型；最后用半边结构表示面环，通过最大包围盒给出初始面环方向，由拓扑关系得到所有面内外环方向，装配得到平面体三维模型。本文算法能够在构建三维线框的同时排除错误的匹配边，可以有效地对几何基元进行重建，算法效率高，实现简单。     

悬停气弹稳定的盒型梁桨叶动力学多目标优化

基于有限元法建立了盒型梁桨叶的挥舞/摆振气弹稳定性分析模型,提出了多目标、多约束条件下的灵敏度分析方法,采用Satisficing Trade-off Analysis算法,实现了盒型梁桨叶气弹稳定性条件下多约束、多目标优化.最后完成了模型旋翼桨叶的优化与对比验证.结果表明:在气弹稳定条件下,在自转惯量、振动固有频率等多约束条件下,实现桨叶质量减少11.3%,应力减少3.7%的多目标优化,优化性能良好.     

一种方形盒坯料快速设计方法

针对冲压件坯料设计存在的难题,本文以方形盒冲压件为对象,提出一种结合径向基函数神经网络(RBFNN)和有限元反向法(IA)的快速坯料设计方法。利用神经网络高度的非线性映射能力,建立方形盒零件几何形状和坯料轮廓尺寸的映射模型。利用有限元反向法为RBFNN提供训练样本,同时采用基于变形路径的坯料优化方法改进了训练样本的精度,提高了RBFNN模型对的坯料外形的预测能力。实验证明采用RBFNN-IA方法可以实现方形盒坯料的快速设计,而且可以提高坯料的预测精度。     

运输类飞机阵风载荷与机动载荷识别算法

针对运输类飞机的飞行特点,基于姿态角和相关重心过载参数变化,提出了运输类飞机的阵风与机动载荷识别算法。利用Matlab进行算法编程,通过实测载荷数据实例,验证了该算法的有效性,为新机结构可靠性设计和全尺寸疲劳试验提供了参考数据。     

基于粒子滤波算法的非刚性目标实时跟踪

基于颜色的粒子滤波实时跟踪算法主要是利用视频图像的颜色直方图信息,综合考虑运动预测和帧间的相似性来确定目标的位置。针对影响粒子滤波算法性能的关键技术,提出了基于混合高斯模型的粒子滤波算法,并将其用于基于颜色的非刚性目标的实时跟踪相关问题。该算法使用混合高斯模型表示粒子,在每个时刻的修正步骤之后,采用EM算法对粒子进行重新拟合。仿真实验表明,本算法在保证跟踪准确度的同时,可以满足实时跟踪的要求。     

基于深度强化学习的空海联合作战智能决策新方法（英文）

针对空海联合作战中多装备复杂作战场景不确定性高的难点，提出了一种基于深度强化学习的空海联合作战智能决策新方法。为了统一表示复杂网络的输入、输出及其对应关系，提出了综合利用感知机、深度长短时记忆网络及actor-critic结构的方法。针对策略网络学习过程中的不稳定性及近似策略优化算法的缺陷，提出了改进的近似策略优化算法；针对策略网络自学习过程中对手策略的易变性，提出了基于模型性能和模型多样性的新策略以对于基线策略模型进行选择。实验结果表明，该方法在空海联合作战决策中是有效和稳定的。在第四届中国指控学会兵棋推演专项赛中，本方法在百余轮与规则决策算法及人类的对抗中胜率达到97%，较规则决策算法提升20%左右。     

基于量子搜索和高斯变异的MOEA/D算法

在实际应用中,尤其是在研究大规模决策空间的优化问题时,MOEA/D算法容易陷入局部最优。针对此问题,提出了一种基于量子搜索和高斯变异的MOEA/D算法。引入环境迁移模型,将两者进行并联,并且与原算法进行串联,利用量子搜索来提升算法的全局搜索能力,采用高斯变异位置更新方法保证算法的局部搜索能力。同时为了避免算法在迭代后期陷入"早熟"危险,提出了基于邻居位置的量子搜索,通过改变吸引点的生成方式,来加强量子搜索在迭代后期的局部搜索能力。结果表明:改进后的MOEA/D算法与原算法相比,提升了算法的搜索能力,也保证了算法的收敛能力。     

基于虚拟现实的血管内介入手术三维导丝运动模拟

导管和导丝在血管中的运动模拟在介入手术训练、计划及术中辅助治疗中具有重要意义。本文提出了一种快速有效的碰撞消除方法,开发了实时三维介入手术模拟系统,以模拟导管或导丝在实际血管中的运动行为。采用OpenGL图形库检测导管或导丝与血管壁之间的碰撞,通过几何分析和旋转角传播方法消除碰撞,最后对导管或导丝模型施加松弛过程,使其状态与实际状态更加吻合。实验结果表明,导管或导丝模型的运动状态与给定的材料参数密切相关,松弛过程使其状态更加自然,模拟可满足实时要求,方法可靠有效。     

实体数控铣削仿真系统关键技术的研究

设计了数控铣削仿真系统结构。该铣削仿真系统实现多类型刀具的加工仿真，快速干涉检查和碰撞检测，过切加工错误的显示。本系统主要支持平底刀、球头刀、圆角刀、锥形刀和钻刀。提出基于设计模型的新方法检查干涉和检测碰撞。详细探讨了刀具扫掠体构造中扫掠体自交及其解决方法。基于ACIS平台实现刀具和毛坯实体的构造，布尔求交，以及毛坯实体的刷新显示。     

CAD技术在牙齿上下颌模型虚拟对位中的应用

采用上下颌模型牙尖交错牙合的虚拟对位技术,解决了在口外获取缺牙对颌牙牙合面三维数据的问题。首先通过构造圆柱面上点的高斯图和任意采样的方法,计算出简单牙合架转动轴线方程。然后鉴于牙合面结构的复杂性和非凸性,引入了一种基于图像的快速碰撞检测方法,用于检查上下颌牙齿的对位情况。该方法通过在上颌左右第一磨牙近中舌尖处建立透视视景体,利用O penGL的选择模式,可以实时地检测下颌模型绕牙合架转动轴线旋转过程中与上颌模型碰撞对位情况,效率很高。最终建立了上下颌全牙列牙尖交错位的牙合面间关系,为缺牙牙合面虚拟咬合调整初步奠定了基础。     

复杂模型四轴线电火花线切割实体仿真

对线切割系统的运动和性能进行分析,计算了电极丝的最大倾角,给出了切割时电极丝、夹具和工作台之间不发生干涉碰撞的判断条件。在线切割仿真中,基于实体布尔操作实现了实体切割模型的生成。通过电极丝每步扫掠体的布尔并运算,生成切割全过程的电极丝扫掠体。再通过该扫掠体与毛坯体的布尔差运算,得到仿真实体切割模型。该方法同样适用于锥度体切割时可能出现的电极丝路径交叉的情况。文中最后给出了实例,验证了该方法的正确性。     

复杂区域之间距离的计算与应用

复杂区域之间距离的计算平面布局，干涉检验，ＣＡＤ／ＣＡＭ等领域具有广泛的应用，本文提出了基于二元可微函数在矩形区域中最小值的距离计算方法，论述了基本思想及算法实现。算法不含迭代求解过程，计算量小，简便易行，符合应用实际，最后给出了ＣＡＤ／ＣＡＭ领域中，加工刀具半径的选取，螺旋式下刀方式参数的确定等应用实例。     

基于自适应模糊输出观测器的非线性系统鲁棒故障检测

针对一般非线性系统的故障检测，从工程应用的角度提出了一种基于自适应模糊输出观测器的非线性系统鲁棒故障检测方法。该方法以自适应模糊系统构造未知非线性模型的输出观测器，在充分考虑外加噪声干扰和系统误差的情况下，通过对一般反向传播学习算法进行改进，提出采用鲁棒反向传播学习算法调整观测器参数以辩识系统输出，再结合阈值故障检测策略检测系统故障。为保证算法具有较快的收敛速度，本文给出了根据模糊规则确定算法初始参数的选择方法并证明了算法的收敛性。仿真结果表明，对一般非线性系统故障检测，该方法具有有效性和实时性，以及对噪声干扰和系统误差的鲁棒性。     

基于概率的编队飞行的告警算法设计

在建立编队飞机并行飞行的模型基础上,提出了一种基于概率的报警逻辑,即只有当两架飞机的冲突危险度超过一定的门限值的时候才发布报警信息.基于这种逻辑,本文运用蒙特卡洛方法仿真出在一定的冲突概率下飞机的碰撞区域并对结果进行了分析,最后验证了算法的有效性.     

An Edge-Boxes-Based Intruder Detection Algorithm for UAV Sense and Avoid System

With the great development of unmanned aircraft system(UAS)over the last decade,sense and avoid(SAA)system has been a crucial technology for integrating unmanned aircraft vehicle(UAV)into national airspace with reliable and safe operations. This paper mainly focuses on intruder detection for SAA system. A robust algorithm based on the combination of edge-boxes and spatial pyramid matching using sparse coding(sc-SPM)is presented.The algorithm is composed of three stages. First,edge-boxes method is adopted to obtain a large number of proposals;Second,the optimization program is presented to obtain intruder area-of-interest(ROI)regions;Third,sc-SPM is employed for feature representation of ROI regions and support vector machines(SVM)is adopted to detect the intruder. The algorithm is evaluated under different weather conditions. The recall reaches to 0.95 in dawn and sunny weather and 0.9 in cloudy weather. The experimental results indicate that the intruder detection algorithm is effective and robust with various weather under complex background.     

磁共振图像的一种多尺度边缘检测算法

医学图像的病灶呈弱边缘特性,用传统的边缘检测方法效果不理想。本文提出了一种改进的多尺度边缘检测算法：在传统的Mallat小波模极大值边缘检测方法的基础上,应用模糊算法构造相应的隶属函数,提取弱边缘信息,最后应用多尺度边缘融合算法将不同尺度下的边缘图像合成。实验结果表明,该方法对噪声有一定的抑制作用,可有效检测出弱边缘信息,定位准确,且检测效果明显。本算法可以兼顾良好的边界定位、噪声抑制和弱边界检测等性能指标,可以有效解决传统边缘检测方法中存在的高定位精度及强去噪能力之间的矛盾。     

基于肤色分割、模板匹配与几何规则确认的人脸检测

提出一种以动态视频流彩色图像为研究对象,基于肤色分割、模板匹配与几何规则确认的人脸检测方法。实验结果表明,提出的算法具有较高的检测正确率和自适应能力,同时具有快速的检测速度。