多投影显示系统结构光几何校正算法

针对带有非规则曲面显示墙的多投影显示系统的几何校正问题,提出一种基于结构光投影技术的自动非线性几何校正算法.该算法首先用结构光投影技术计算出每个投影机与显示墙的映射关系;其次使用相机拍摄显示墙上的经纬度点阵;最后通过提取拍摄的图像特征计算得到投影机帧缓存中每个像素点在全局坐标系下的经纬度值,并将其转换为纹理坐标,从而实现了非线性几何校正.模拟仿真实验和虚拟机场系统中的实际应用结果表明,文中算法能够有效地提高系统的几何校正精度,且无需进行相机的标定和具有显示墙解析式的先验知识,适用于任意光滑的曲面显示墙.

基于结构光的多投影显示系统图像对准算法

为了解决多投影显示系统的图像对准问题,提出了一种基于结构光投影技术的对准算法.该算法通过求取等相位线的交点来建立投影机图像与相机拍摄图像间的映射关系,对于投影机图像上任一像素点,有水平和垂直2个相位值.在相机图像的水平相位展开图中找出与该点水平相位值相等的离散坐标点的位置,拟合出一条水平等相位线,同理,可以得到它的一条垂直等相位线;求出水平和垂直等相位线的交点,即为该点对应于相机图像中的像素点.该算法无需知道显示墙的解析表达式和相机的内部参数,适用于任意光滑的曲面显示墙.对准后图像与原始图像的对比实验表明:峰值信噪比达到27.904,结构相似度为0.972 4,说明该算法能有效提高图像的对准精度.

多通道投影显示系统同步算法研究

为了解决由于渲染节点负载不均衡导致的图像不同步问题,提出了2种同步算法,即基于反馈确认和推算定位的同步方法以及基于纹理图像切割的同步算法。前者综合利用反馈确认、最大相关等待时间和推算定位等策略来实现多通道图像渲染的同步;后者首先读取一幅大的纹理图像,然后把其按照纹理坐标切割后分配给各个视景客户端使用。以3通道多投影显示系统为例给出了这2种算法的理论推导和基于Visual C++与OpenGL的程序实现。对比实验结果表明:这2种同步算法在提高视景画面的实时性和一致性方面达到了比较好的同步效果。

大曲率多通道投影显示墙几何校正

为了解决大曲率多通道投影系统中几何畸变严重的问题,提出了一种二次几何校正算法。该算法首先对视景画面的顶点坐标进行几何校正,在此基础上再对画面的纹理坐标进行几何校正。给出了算法的理论推导和基于Visual C++与Open GL的程序实现。以3通道投影显示系统为例,将二次校正算法与其它几何校正算法进行了对比实验。实验结果表明:二次几何校正算法可针对大曲率高畸变视场实现很好的图像拼接,具有较强的扩展性和实际应用价值。

早开堇菜对镉污染的耐性及其富集特征

为研究早开堇菜(Viola prionantha)对镉(Cd)的耐性及其对Cd的富集特征,使用盆栽方法对早开堇菜进行不同浓度水平Cd处理。结果表明,低浓度Cd(≤10 mg·kg-1)促进早开堇菜的生长。当Cd浓度为5 mg·kg-1时,早开堇菜植株地下部分、地上部分生物量显著高于对照(P<0.05),达到最大。随Cd处理浓度的升高,其叶绿素含量逐渐下降,超氧化物歧化酶(SOD)、抗氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性先升高后降低,丙二醛(MDA)含量则先下降后上升。当Cd处理浓度≤10 mg·kg-1时,SOD、POD、CAT表现出较高的活性,与对照无Cd处理相比,MDA含量未显著增加(P>0.05),叶绿素合成也未受到显著抑制,说明早开堇菜对Cd污染有较强的耐性。本研究中,早开堇菜对Cd的富集系数和转运系数均大于1.0。当Cd处理浓度为5 mg·kg-1时,早开堇菜植株地上部Cd含量为113.083 mg·kg-1,达到了Cd超富集植物的筛选标准。因此,早开堇菜在修复Cd污染土壤方面具有一定的潜在应用价值。

3维坐标系下的飞行冲突探测算法

冲突探测是空中交通管理的主要辅助决策工具。针对中国空中交通管理发展过程中面临的飞行冲突问题,提出了3维坐标系下的飞行冲突探测方法。首先根据飞行轨迹的特点提出了按时间整合航路段后求解冲突概率,以提高连续求解冲突概率的效率;其次,算法中考虑了自由飞行中高度层变化的飞行冲突情况。使用MonteCarlo方法进行大量仿真实验,分析了轨迹误差、精度参数对冲突概率值及虚警的影响。实验结果证明了算法的有效性和实用性,具有较好的参考价值。

利用BéZier和B样条曲线模拟飞机航迹的方法

为克服用运动方程生成航迹曲线时无法控制曲线形状的缺陷,根据民航飞机遵循计划航路点飞行的特点,提出了利用BéZier曲线和B样条曲线生成飞机航迹的方法.用直线段距离和逼近BéZier曲线和开放均匀B样条曲线的长度近似计算航迹曲线长度,根据飞行计划中航路点位置的相互关系和飞机实时飞行的速度、位置等,生成BéZier曲线飞行航迹控制点后得到航迹曲线,此外,B样条曲线则不需要生成新控制点就能产生合理的航迹曲线;利用相应的BéZier曲线或开放均匀B样条曲线插值公式计算出下一个航迹点位置.仿真结果表明:用本文两种方法计算出的航迹与真实航迹相符;与运动方程方法相比,具有能生成多种形状航迹曲线的优势;在18个航路点条件下,用BéZier曲线模拟航迹的计算时间为0.13 s,满足实时性要求.

四川地震灾区县城绿化恢复重建树种调查与规划——以北川县永昌镇为例

本文对四川地震灾区城乡绿化恢复重建中北川县城永昌镇园林绿化树种应用状况进行了调查,结合城市自然地理概况以及对不同树种特性的分析,提出了适宜北川新县城栽植的园林绿化树种名录,包括基调树种和骨干树种,并针对地方乡土树种较少和品种单一等问题,提出了今后北川新县城园林绿化树种规划的建议。

汶川震区城乡绿化恢复重建中观赏性芳香植物应用分析——以北川县为例

通过对四川地震灾区北川县城乡绿化恢复重建中观赏性芳香植物的种类及其应用进行调查分析,可知:该植物常见种类共87种,隶属于76属,46科,种类较多的科有蔷薇科、木兰科、菊科、木犀科和樟科;应用形式主要有道路绿化、庭院绿化、垂直绿化、防护林、水体绿化、绿篱和地被绿化。并探讨了观赏性芳香植物在北川县应用中的不足及相应建议。

多投影显示系统抗光线干扰算法研究

为了解决多通道投影显示系统中由于光线相互干扰而引起显示墙上图像画质下降的问题,提出2种抗光线干扰算法。1)基于点对点的抗光线干扰算法:首先建立拍摄相机与投影机之间的亚像素级对应关系,然后依据该对应关系和实验测得的亮度饱和度增益表,对输出图像进行亮度衰减和饱和度提升;2)基于图像增强的抗光线干扰算法:综合利用多种图像增强算法来提升图像画质,间接降低光线干扰。针对这2种算法,给出算法的理论推导并以穹顶24通道投影显示系统为例,进行了实验验证。实验结果表明,2种抗光线干扰算法可有效降低光线干扰和提升图像画质。

改进的多投影仪显示墙几何校正技术

针对传统几何校正的不足,提出一种改进的几何校正的方法,只需少许人工干预就能很高精度的完成几何校正。介绍一种相机自动定位和拍照的方法,避免人工调整相机位置的繁琐工作,实现相机控制的自动化;提出一种基于递归的去除图片公共噪声区域算法,更精确地识别出特征点;通过临近的特征点,使用平行四边形插值算法与最小二乘法曲线拟合算法对被遮挡住的特征点坐标进行估计。实验结果表明,相机控制方法提高了几何校正的自动化程度,去噪算法提高了识别特征点的精度,平行四边形插值算法可以很好地对被遮挡的特征点坐标进行估计。

一种抑制封闭式多投影仪显示系统的光干扰方法

360°全封闭式多投影显示系统中,为了减少各投影画面出现光线多次漫反射相互干扰,采用基于数字图像处理技术的校正方法对帧缓存的图像进行预处理,通过分析光干扰前后投影图像像素值的变化,建立帧缓存图像、光干扰前投影图像、光干扰后投影图像这三者之间的模型关系,得出预处理校正方案。经过实验证明,该技术对由封闭式多投影显示系统光干扰造成的图像对比度降低是可行的,且得到了很好的效果。

基于时间相位的反向条纹测量方法

为提升反向条纹生成的速度和精度,提出一种基于时间相位的反向条纹生成方法。方法在垂直和水平两个方向上分别生成一系列条纹周期不同的标准结构光条纹并依次投射到待测物体上,然后将垂直和水平方向的标准条纹和反射得到的变形条纹基于三频时间相位展开算法展开,可得到在两个方向上连续分布的相位,并进一步生成反向条纹。计算机实物仿真实验表明,与已有方法相比,文中所提方法在原理上避免了空间相位展开法引起的像素间传播误差,在反向条纹生成的精度上有所改进,具有良好的实际应用价值。

基于CDIO工程教育理念的《光电检测技术》教学改革

针对传统的《光电检测技术》课程教学模式无法有效实现培养高素质工程人才的现状,文章在该门课程的教学中引入了CDIO工程教育理念。以设计为导向,以任务为驱动,引导学生积极参与工程项目的构思、设计、执行和运作等每一环节,对培养学生的创新能力和工程实践能力,实现高质量工程技术人才的培养和社会需求有着重要的意义。

“光电成像技术”线上线下教学改革研究

“光电成像技术”课程结合了电子技术和光学技术,是一门多学科交叉、理论性和实践性都很强的综合性课程,针对传统的“光电成像技术”课程教学模式中存在的问题,该文研究了如何实施线上线下混合教学模式,从而激发学生的学习兴趣,满足学生的个性化要求,提高学生的课程参与度,及时解决课程的难点问题,增强教学效果。

基于三维体积纹理的云渲染研究

云系统是大气环境仿真的重要组成部分。在仿真场景中,利用实时渲染技术可以满足大部分应用场景的实际需求.基于物理的云渲染系统,采用材质驱动的方法可以自由创建任意类型的云系统,可应用于地面远视角和飞行模拟视角等视景.基于此,笔者重点探讨基于三维体积纹理的云渲染,希望能够为相关研究提供借鉴。

一种新的反向投影条纹生成方法研究

反向条纹投影技术是一种应用于在线或批量检测的快速而稳定的光学三维面形检测技术。提出了一种新的产生反向条纹的算法,新的算法建立投影器坐标系与摄像机坐标系的正向映射变换关系,通过投影器坐标系上一个像素点的两套相位值,找到其在摄像机坐标系中对应的位置,即产生投影器坐标系像素点在摄像机坐标系中的注册。由于期望在摄像机中观察到的条纹图像只是简单的正弦条纹图像,直接读取注册点的期望条纹相位,很容易产生反向条纹。计算机模拟和反向条纹投影实验中的相位标准差分别达到7.044×10-6rad和3.34×10-2rad,比以前的方法在精度上有了较大的提高,并简要分析了精度提高的原因。计算机模拟和实物测试实验都验证了该方法的可行性。

基于鱼眼相机的全景显示系统几何校正方法

高速高精度的几何校正是构建投影显示系统的关键环节,对于由大量投影机组成的全景显示系统来说显得尤为重要。针对此,提出了基于鱼眼相机的几何校正方法并给出了理论推导。该方法首先对鱼眼相机进行标定,然后通过拍摄投影到显示墙的结构光特征条纹构建投影机与相机间的亚像素级映射关系,进而计算出每个投影通道的几何校正数据。实验结果表明:所提方法可为大规模全景显示系统提供高速高精度的解决方案,具有很好的实际应用价值。

一种提升反向条纹测量精度的方法

为了提升反向条纹测量系统的精度,提出了利用三频时间相位补偿算法来改善投影机-相机测量系统非线性误差的测量方法。在测试物体上投影两套具有特定相位偏移的结构光条纹,基于三频时间相位展开方法获得展开相位。具有特定相位偏移的两套条纹测量得到的系统非线性相位误差具有大小相等、符号相反的特性,因此可以通过简单的算术计算来消除或减弱系统的非线性影响,从而提升测量精度。设计了模拟仿真和实物对比实验对所提方法进行验证,实验得到的相位标准差分别为6.6122×10-4 rad和0.0087rad。实验结果表明,所提方法使反向条纹测量的精度有了大幅改进,验证了该方法的有效性。